05/01/2016 | Por Noticias TNE
El chip puede reducir a la mitad el gasto energético al transmitir información 50 veces más rápido que los actuales en el mercado.
A la fecha los procesadores de datos son los responsables de generar grandes emisiones de dióxido de carbono para poder tener una extensa cantidad de memoria y hacer conexiones a gran velocidad. Los investigadores habían tratado de crear uno que utilizara otro sistema para así contaminar menos, pero no habían tenido éxito.
Sin embargo científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), la Universidad de California en Berkeley y la Universidad de Colorado en Bouler presentaron un trabajo conjunto en el que los cables eléctricos para transportar información fueron sustituidos por conexiones ópticas logrando ahorrar energía y mejorar la movilidad de datos.
El nuevo chip está integrando por unos 70 millones de transistores y 850 componentes ópticos divididos en emisores y receptores entre un procesador y una memoria; fue fabricado sobre varias capas de silicio aisladas por capas de vidrio. Así los investigadores dispusieron las guías de onda o componentes ópticos encima de un fino recubrimiento de cristal sobre una oblea de silicio. La diferencia en el índice de refracción entre los dos materiales ayuda a contener la luz que viaja a través de las guías de onda.
En una demostración el microprocesador optoelectrónico ejecutó un programa de gráficos para proyectar y modificar una imagen en 3D, proceso que requiere utilizar conexiones ópticas internas para obtener datos desde la memoria así como las instrucciones.
Este tipo de enlaces llevan más información en menos tiempo que las eléctricas, con el mismo consumo energético; la velocidad alcanzada fue de 300 gigabits por segundo, es decir hasta 50 veces mayor que los procesadores actuales que están disponibles en el mercado.
Hasta ahora al exigirse mayor velocidad para que se muevan datos es necesario aumentar el ancho de banda de las conexiones eléctricas entre los distintos elementos, lo que a su vez conlleva un mayor gasto de energía y un aumento de la temperatura que puede dañar los componentes.
Chen Sun, investigador de la Universidad de California en Berkeley indicó que esto podría ahorrar mucha energía en los centros de procesamiento de datos. Se calcula que entre un 20 y 30% de la potencia que se usa está destinada a la transferencia de información, la memoria y las tarjetas de red.
De acuerdo a un análisis del Consejo para la Defensa de Recursos Naturales, este tipo de centros consumirán 140 mil millones de kilovatios por hora en el 2020, con un costo de al menos 13 mil millones de dólares y una emisión de 100 millones de toneladas métricas de CO2. Al contar con conexiones ópticas las cifras bajarían a la mitad.
Las conexiones de datos ópticos son mucho más eficientes que las eléctricas y, a diferencia de éstas sus requerimientos de energía no aumentan drásticamente con la distancia entre elementos o la cantidad de información, así las conexiones ópticas podrían vincular procesadores que están a metros de distancia en lugar de a micrómetros, sin afectar el rendimiento.
Actualmente éstas ya se utilizan en el área de telecomunicación a larga distancia, pero es necesario que lleguen a servidores y chips de uso cotidiano. Una de las barreras por las que su fabricación no se ha masificado es el alto costo de producción, así que sus desarrolladores están analizando opciones para que pueda hacerse más sencillo y económico este procedimiento.
Sun, junto a colegas de las otras instituciones educativas fundaron en mayo del año pasado la empresa Ayar Labs, con sede en Berkeley, con la que esperan lograr crear productos para los centros de procesamiento y ponerlos en el mercado para su utilización dentro de los próximos años.
Sin embargo antes deben lograr que la fabricación sea más económica y factible de realizar en instalaciones comunes y corrientes, ya que ahora se requieren lugares especiales debido al tipo de materiales que se manipulan; de lograr su objetivo, a nivel personal se hablaría de poder tener computadoras con mejores procesadores, más rápidas y ecológicas.
