Llegan los chips de 1 nm, una nueva revolución en la era de la IA

La firma asegura que esta tecnología ofrecerá hasta un 50% más de rendimiento o un 70% más de eficiencia energética, lo cual es revolucionario en la industria, pues le permitirá adaptarse a las necesidades de diferentes tipos de dispositivos. Por ejemplo, un centro de datos de IA, podría priorizar la velocidad de procesamiento, mientras que una computadora o un teléfono obtendrán una mayor autonomía en su batería y menor temperatura.

Los resultados técnicos de la empresa indican que se prevé que el nuevo chip ofrezca un salto sustancial en eficiencia energética de hasta un 70% más que los chips de nodo de 2 nm, los cuales prometían “cuadruplicar” la duración de la batería de los teléfonos móviles.

Para Jay Gambetta, director de IBM Research, este avance marca un hito en la informática porque “lleva la tecnología más allá de la era nanométrica hasta la escala atómica (...). Estamos reinventando la forma en que se construyen los chips para ofrecer una potencia y una eficiencia energética mucho mayores”.

Esta hazaña no significa que los chips de 1 nm estarán disponibles de forma masiva pronto. Es más, ni siquiera los procesadores de 2 nm han comenzado su producción masiva y eso que se trata de una tecnología de 2021. Eso sí, una vez que se lleve a cabo, esta tecnología potenciará la computación para aplicaciones que van desde la IA generativa y la infraestructura en la nube hasta los dispositivos electrónicos de próximas generaciones.

Luego de la presentación de la tecnología, las acciones de IBM se dispararon en Bolsa un 6.4%, bajo el argumento de ser un avance relevante en un segmento de la empresa que genera aproximadamente dos tercios de las ganancias consolidadas.

¿Por qué importa el tamaño de los chips?

El hecho de que un chip sea más pequeño implica que se reduzca la distancia que recorren los electrones para procesar datos a una mayor velocidad, con una mejor eficiencia energética, con una reducción de los costos de producción y, además, permite su incorporación en dispositivos más compactos.

De acuerdo con el maestro en ciencias computacionales, Usamah Moin , cuanto más pequeños son los procesos de fabricación, más transistores se pueden integrar en la misma área, lo cual es relevante porque estos pequeños interruptores de encendido y apagado conforman las puertas lógicas de un chip, su memoria y todos sus procesos de computación.

Hacer más pequeña la tecnología es cada vez más complejo, destaca el especialista, por tres principales razones. Una es que los electrones se “filtran” por las compuertas de los transistores, lo cual genera un gasto de energía innecesario, mientras que agrupar miles de millones de transistores en un espacio tan diminuto dificulta la disipación del calor.

Por último, el tercer gran problema es el aumento del coste por oblea, pues las máquinas de litografía ultravioleta, las que imprimen la microarquitectura del chip, elevan sus precios cuando son más precisas y llegan a superar los 150 millones de dólares, por lo que muy pocas empresas tienen acceso a ellas.

Para producir este chips, los investigadores de IBM desarrollaron una arquitectura de transistores completamente nueva, a la cual llamaron “nanostack”, y que consiste en ser un diseño tridimensional basado en nanohojas que se apilan verticalmente y alterna los transistores, aprovechando la integración secuencial 3D para incluir más transistores en un chip.

El diseño, detalla la firma, también permite el uso de diferentes combinaciones de materiales dentro de cada capa apilada, algo que optimiza el rendimiento y la eficiencia energética de cada transistor de manera independiente del resto.

TSMC, Samsung e Intel, los fabricantes que aprovecharán este avance

Para Michael Sanie , fundador del instituto Sanie, una consultora de IA, tecnología y geopolítica, este avance trasciende un logro técnico y representa un punto de inflexión donde convergen limitaciones físicas, consideraciones económicas y factores geopolíticos.

“El panorama geopolítico añade complejidad”,analiza Sanie, “ya que las naciones reconocen la supremacía en semiconductores como un elemento fundamental de la soberanía tecnológica. Estados Unidos y China, por ejemplo, intensifican sus esfuerzos para fortalecer sus capacidades nacionales en la producción, lo que refleja la importancia estratégica de chips de vanguardia”.

No obstante, para producir esta tecnología a escala masiva se requiere innovar también en otras áreas, como la mencionada litografía ultravioleta, pero también en materiales más allá del silicio tradicional y en el empaquetamiento avanzado, un sector en donde México tiene un potencial debido a las fábricas que hay en el país.

Por otra parte, Sanie concluye que los principales competidores en la tecnología de 1 nanómetro serán los mismos grandes jugadores del sector: TSMC, Intel y Samsung, los cuales, de hecho, ya están trabajando en procesos menores a los 2 nanómetros y aceleran sus hojas de ruta para miniaturizar sus procesadores.