EL MICROPROCESADOR DEL FUTURO

14 07 2010

En una nota de prensa, IBM desvela hoy un prototipo de procesador que utiliza conexiones ópticas en vez de eléctricas (semiconductores) para transmitir la información. Esta nueva tecnología hace que estos procesadores sean capaces de procesar hasta 160 Gbit/s. Para hacernos una idea, este tipo de procesador reduciría una espera de 30 minutos de una descarga de video de calidad HD a solo un segundo. Las ventajas no acaban aquí, ya que al aumento de rendimiento hay que añadir una reducción del espacio, de la energía que consumen y, en consecuencia, de la refrigeración que necesitarían.

PROCESADORES FOTONICOS

La fotonica es la ciencia de la generación, control y detección de fotones,donde en particular en el espectro visible e infrarrojo, que pueden extenderse a otras zonas del espectro como el ultravioleta, el infrarrojo de onda larga, el infrarrojo lejano.

Es en la creación de semiconductores emisores de luz donde adquiere importancia para la fabricación de ordenadores fotonicos, esto data posiblemente hacia la década del 60 del siglo pasado donde se ven involucrados General Electric, MIT Lincoln laboratory, IBM, RCA.

Desde la aparición del primer transistor electrónico en 1948, las aplicaciones de la electrónica se han ampliado ampliamente en los procesadores en particular.

Con el paso del tiempo hace que se vaya presentando en la necesidad de evolucionar a otra forma física de tratar el proceso de la información en las computadoras, en todo caso de mejorar la velocidad de esta, y alcanzar niveles de desempeño, hasta ahora no disponibles.

PORQUE UN PROCESADOR FOTONICO?

A pesar de la extraordinaria rapidez de los procesadores actuales para realizar cálculos, las tareas encomendadas a los procesadores a través de los programas de software son cada vez más complejas, de manera que la demanda por procesadores más rápidos y de arquitectura más complejas va en aumento continuamente.

A medida que evoluciona la tecnología, aumenta la escala de integración y caben más transistores en un espacio, así se fabrican microchips cada vez más pequeños. En cuanto más pequeño, mayor velocidad de proceso alcanza el chip. Sin embargo, no se pueden hacer los chips infinitamente pequeños, hay un límite en el cual dejan de funcionar correctamente, esto se da cuando llegan a escala de nanómetros.

En consecuencia, la computación digital como la conocemos hoy en día, no tardaría en llegar a un límite, debido a la escala de integración que se tiene hoy en día.

Por esta razón, desde hace un par de años los fabricantes de procesadores están optando por modificar la arquitectura de diseño de los mismos para trabajar con grupos de ellos llamados clusters. Es por ello que recientemente empezaron a aparecer comercialmente disponibles los procesadores múltiples con los adjetivos duo (dos) o quad (cuatro) cores.

Surge la necesidad de descubrir nuevas tecnologías, y es ahí donde entra a tallar el uso de corrientes de fotones (luz) en vez de electrones. A partir de esta idea, también nace la necesidad de la creación de dispositivos fotonicos, para la construcción de un PROCESADOR FOTONICO.

En base a lo anterior, una tecnología que presenta buenas expectativas y a la cual los países del primer mundo le están dedicando gran cantidad de recursos, es la de los cristales fotónicos.

UNA IDEA, CRISTALES FOTONICOS

Un cristal fotónico, se constituye de un arreglo periódico de diferentesmateriales en una, dos o tres dimensiones. Si nos referimos a una dimensión en realidad estamos hablando de sistemas de capas delgadas, en dos dimensiones tenemos barras de cierta sección transversal y en el caso tridimensional tenemos cubos. En general los bloques o celdas de que se constituye un cristal fotónico pueden tener formas variadas.

Lo interesante de estos sistemas es que si el tamaño de las celdas es del orden de la longitud de onda de la luz, entonces se pueden diseñar de tal manera que un haz de luz láser por ejemplo al iluminar al cristal sea completamente reflejado.

Los espejos metálicos aunque no lo notamos, absorben parte de la luz que incide sobre su superficie y la convierten en calor. Los cristales fotónicos se pueden diseñar de tal manera que las perdidas sean despreciablemente pequeñas.

Otra propiedad de los cristales fotónicos, es que podemos abrir canales que en términos ópticos se llaman guías de onda, a través de los cuales la luz puede viajar.

EL DESARROLLO DE INTEL

El 18 de septiembre de 2006, Intel y la Universidad de California, Santa Barbara (UCSB), anunciaron la demostración del primer láser de silicio híbrido eléctrico del mundo. Este dispositivo integra satisfactoriamente las capacidades de emisión de luz del fosfuro de indio con las propiedades de direccionamiento de la luz del silicio y sus ventajas en cuanto a costos se refiere. Los investigadores consideran que, gracias a este desarrollo, los chips fotónicos de silicio que contienen decenas o incluso cientos de láseres de silicio híbridos algún día podrán fabricarse mediante técnicas de producción de silicio a gran escala y bajo costo. Con este desarrollo se afronta uno de los últimos obstáculos a la producción de chips fotónicos de silicio sumamente integrados de bajo costo para su uso en equipos personales, servidores y centros de datos. Este nuevo láser se denomina “híbrido” debido a que combina dos materiales: silicio y un material a base de fosfuro de indio. Este último es un semiconductor compuesto de uso generalizado en la producción de láseres para comunicaciones de carácter comercial.

El silicio es el principal material que se utiliza en la fabricación de semiconductores hoy en día debido a que posee numerosas propiedades ventajosas. Por ejemplo, el silicio es abundante, económico y maleable, y la industria de los semiconductores.

Entonces en una o dos décadas tal vez cuando se quiera adquirir computadoras podremos se podrá elegir una máquina con un procesador de 3000 Ghz o equivalentemente a 3 Terahertz (Thz).

LA INVESTIGACION DE IBM

Los investigadores de IBM anuncian la creación de un dispositivo que transfiere datos con luz.

Ahora IBM ha mostrado una manera de almacenar datos enviando señales luminosas a través de una línea óptica, forzando a cada fotón a viajar a través de más de 100 anillos en lugar de hacerlo en línea recta hacia el otro lado del chip. Según los investigadores de IBM, esto significa que pueden fabricar dispositivos a un precio más reducido desde que crearon los nuevos resonadores de micro-anillos utilizando el estándar CMOS.

El actual modelo puede almacenar 10 bits de datos ópticos en un área de 0,03 milímetros cuadrados. Según IBM, esto es mejor que cualquier otro modelo previo, pero a los investigadores de la compañía les gustaría integrar cientos de dispositivos en un solo chip con la mirada puesta en crear un procesador fotónico.

REFRIGERACIÓN FUTURA PARA LOS MICROPROCESADORES

Ni ventiladores, ni refrigeración líquida. El futuro de la disipación de calor para todo tipo de componentes electrónicos son la descarga de corona, viento iónico o aceleración de fluidos electrostáticos,

Consiste en aplicar una corriente de aire que empuje iones cercanos al microchip (o a aquello que queramos enfriar). Los iones empujan el calor hacia fuera haciendo que el componente reduzca su calor, y consecuentemente baje de temperatura. Yendo un poquito más allá, se podría llegar a construir un chip de refrigeración que constase de dos partes, un emisor que crea los iones y un colector que los aleja de las cercanías del componente, refrigerándolo.

  

Advertisements

Actions

Information

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s




%d bloggers like this: