- Los investigadores desarrollan una nueva lógica computacional que promete multiplicar por 100 la eficiencia energética respecto a la tecnología actual.
- La nueva técnica emplea deformación mecánica para procesar información y combina múltiples portadores de información.
- La lógica MEFA reduce significativamente la energía necesaria para computar, manteniendo velocidad y funcionalidad.
- El proyecto forma parte de un programa de la DARPA para explorar nuevos métodos de cómputo que superen a los sistemas CMOS.
Investigadores de Estados Unidos están desarrollando un nuevo tipo de lógica computacional que utiliza deformación mecánica a escala nanométrica para procesar información, con el objetivo final de alcanzar una eficiencia energética 100 veces superior a la de las tecnologías actuales. El proyecto ha recibido 10,6 millones de dólares de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) y está dirigido por el doctor Asif Khan, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Georgia Institute of Technology, junto con su equipo. La financiación proviene de la iniciativa «Fast & Curious», destinada a crear circuitos lógicos al menos 100 veces más eficientes que la tecnología más avanzada actual.
Khan afirma: «Ya sea carga, luz, campo magnético o deformación, a la computación no le importa cómo se transmite la información, siempre que represente de forma fiable unos y ceros». Y añade: «Nuestro enfoque explora un camino diferente mediante la combinación de múltiples portadores de información».
Cómo funciona la nueva técnica de cómputo
Los chips eficientes que conocemos funcionan moviendo cargas eléctricas entre miles de millones de transistores. Dichos transistores actúan como diminutos interruptores que se encienden y se apagan para representar los unos (sí) y los ceros (no) del sistema binario. Sin embargo, el equipo investigador considera que la deformación mecánica podría ofrecer otra manera de procesar datos. Su tecnología, denominada lógica ferroeléctrica activada mejorada mecánicamente (MEFA, por sus siglas en inglés), emplea materiales ferroeléctricos que se expanden o contraen ligeramente al aplicarles un voltaje. Ese movimiento se amplifica y se transmite a un canal semiconductor cercano para controlar el flujo de corriente y conmutar entre estados lógicos.
El doctor Khan señala: «Una nueva tecnología de cómputo solo resulta útil si al final puede integrarse en el ecosistema semiconductor más amplio. Desde el principio hemos tenido en cuenta la fabricabilidad y la integración». Según Khan, este enfoque podría reducir significativamente la energía necesaria para computar, al tiempo que mantiene la velocidad y la funcionalidad que exigen los sistemas prácticos.
Contexto y objetivos del programa de la DARPA
El proyecto forma parte de una iniciativa de la DARPA para explorar nuevos métodos de cómputo, con el objetivo de investigar tecnologías capaces de superar a los actuales sistemas de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). El CMOS constituye hoy la base de prácticamente todos los chips de computadora modernos, desde los procesadores de los teléfonos inteligentes hasta el potente hardware de cómputo empleado en inteligencia artificial. El CMOS es una pequeña memoria alimentada por batería que almacena información esencial del sistema, como la fecha, la hora y la configuración del hardware, y realiza un seguimiento de los ajustes del sistema básico de entrada y salida (BIOS) para controlar la interacción de la computadora con sus componentes de hardware.
El programa «Fast & Curious» de la DARPA reta a los científicos a crear nuevos dispositivos, materiales y arquitecturas de cómputo que operen de forma más eficiente y sigan siendo compatibles con la fabricación avanzada de semiconductores. Este esfuerzo, liderado por el Georgia Institute of Technology, cuenta también con investigadores de la Rice University y la University of Southern California, así como con científicos de Northrop Grumman Space Park Foundry. El equipo busca llevar la tecnología MEFA desde los dispositivos individuales hasta circuitos cada vez más complejos. En última instancia, esperan demostrar una plataforma de cómputo práctica que reduzca de forma significativa la demanda energética. Khan resume en un comunicado de prensa: «Lo emocionante no es solo la física del dispositivo, sino la posibilidad de combinar un consumo de energía extremadamente bajo con la velocidad y la funcionalidad que requieren los sistemas de cómputo reales».
Elemento Especificación Procesador Lógica MEFA Mejora de eficiencia energética 100 veces
El impacto potencial de la tecnología MEFA en la computación del futuro
El desarrollo de la tecnología MEFA representa un avance significativo en la computación, especialmente en lo que respecta a la eficiencia energética. A medida que crece la demanda de eficiencia energética, esta tecnología no solo puede reducir el consumo de energía, sino que, al mismo tiempo que mantiene la velocidad y la funcionalidad de cálculo, ofrece un nuevo rumbo para las futuras tecnologías de semiconductores. El respaldo de la DARPA refleja la importancia que el gobierno otorga a las arquitecturas de cómputo innovadoras, lo que podría impulsar el avance de todo el sector y promover soluciones de cómputo más respetuosas con el medio ambiente.