El ordenador en un chip

Los sistemas completos dentro de un chip serán posibles con la próxima generación de 32 nanómetros que se empezará a vender a finales de 2009.

Con estos avances tecnológicos, se entrará en la era de los sistemas totalmente integrados, con tamaño diminuto, costo reducido, consumo energético mínimo y máximas prestaciones, lo que permitirá a su vez diseñar productos realmente autónomos, pequeños, potentes y baratos.

Desde el inicio, la prioridad esencial ha sido reducir el consumo de energía, y así favorecer la movilidad de los equipos. Es así que a partir de esta nueva tecnología con prestaciones razonables y consumo energético limitado se podrán integrar varios componentes en un mismo chip.

El transistor es como un interruptor que consume energía en función de su tamaño y solo cuando está en funcionamiento. Si el tamaño de un transistor se reduce a la mitad el circuito integrado pasa a consumir menos energía. Además, como los electrones deben recorrer menos espacio dentro del chip, se procesa información con menos energía.

Mark Bohr, especialista en tecnología microelectrónica de Intel, dijo que "la integración en cuanto al sistema es necesaria para conseguir elevadas prestaciones, bajo consumo y tamaño reducido, aunque el reto actual es integrar en un mismo chip una amplia gama de elementos heterogéneos".

Bohr compara el chip con el cuerpo humano. "En el cuerpo humano tenemos unos 100 mil millones de neuronas, cuando los chips actuales alojan varios centenares de millones de transistores y antes de cinco años tendrán mil millones, la naturaleza es sabia porque hace funcionar todas las neuronas del cuerpo humano con muy poca energía, unos 20 vatios. Un chip consume hoy unos 40 vatios", dijo Bohr.

Antonio González, director de tecnología de microprocesadores de Intel, señala que las prestaciones de un procesador nunca son suficientes y que el avance se logra con innovaciones constantes en muchos ámbitos, tanto en el diseño de los circuitos y transistores como de los bloques funcionales.

Para Ramón Planet, director de ventas en AMD España, el problema que había en un chip era la falta de espacio, porque todo debía estar ocupado por el núcleo o núcleos del procesador y una pequeña memoria, la caché.

Tecnología de 32 nanómetros

Con la tecnología de 32 nanómetros será posible tener dentro del microprocesador la codificación del video, gráficos y sonido, una memoria interna generosa y la gestión de todos estos componentes. El chipset o juego de circuitos que gobierna el procesador y la tarjeta gráfica externa ya no serán necesarias porque irán en el chip.

"La economía es la parte menos atractiva, pero tan importante como la tecnología", reconoce Planet. Hoy, además, se prefieren equipos baratos antes que potentes, lo que complica la situación.

Los actuales microprocesadores Core i7 de Intel de 45 nanómetros ya llevan cierta capacidad gráfica y gestión de memoria integrada.

Con los nuevos procesadores de 32 nanómetros que Intel sacará a finales de 2009 y que tienen el nombre de código Westmere, se dispondrá del doble de transistores, porque la superficie será la misma. Intel aprovechará esta capacidad extra para sacar una gama de procesadores de muy altas prestaciones con ocho núcleos (en la actualidad son cuatro) para ordenadores de sobremesa y servidores, y otra gama con solo dos núcleos, pero con la gráfica y el controlador integrados y muy potentes para portátiles.

El procesador Atom de Intel, que es la base de los miniportátiles o netbooks, es un sistema integrado, porque lleva los componentes fundamentales dentro del chip. A la hora de diseñar el Atom, se requirió que fuera muy barato y consumiera muy poca energía. Por eso tiene el máximo de componentes integrados en un chip, seis veces más pequeño que un Celeron. El tamaño diminuto del Atom hace que tenga pocos transistores y, por tanto, una limitada capacidad de proceso bruta, aunque muy elevada en términos de superficie.

La ley de Moore

Esta no es una ley física ni inmutable, sino la constatación práctica de lo que ocurre hace más de cuarenta años y que se conoce como la ley de Moore, en honor de Gordon Moore, uno de los cofundadores de Intel y que fue quien primero constató el fenómeno. Las tres son consecuencia de la ley de Moore. Así ha sido y será en la próxima década.

Avances desde 2006

En 2006 se introdujo la tecnología de fabricación de semiconductores de 64 nanómetros, en 2008 la de 45 y a finales de este año empezarán los chips de 32 nanómetros.

Se estima que en 2012 tocará el turno a los 22 nanómetros y en 2014 a los 16 nanómetros. Generalmente se tardan dos años en poner a punto los equipos para fabricar los chips y otro más para optimizar la producción. Al cuarto año comienza la producción comercial masiva. Aunque ya se está trabajando en los 12 nanómetros, pero por debajo de los doce nanómetros el tema se complica porque se topan con leyes físicas. Se estima que el tamaño será para entonces minúsculo.