Una nueva forma de diseñar los chips podría resolver uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la computación portable como Google Glass o el reloj inteligente de Samsung: la necesidad de recargar sus baterías a diario.
El novedoso diseño proviene de SuVolta, que lleva desde 2006 trabajando para mejorar la eficiencia energética de los transistores, el principal componente de los chips. La empresa ha recibido 62 millones de dólares en capital riesgo (unos 47 millones de euros). En la conferencia de la industria Hot Chips, celebrada en Califo ia (EE.UU.) el mes pasado, SuVolta presentó los resultados de un experimento en el que su tecnología se usó para hacer una versión de un chip ya existente. La versión de SuVolta consumía la mitad de la energía que el original funcionando a la misma velocidad. Y era capaz de operar un 35 por ciento más rápido si consumía la misma energía que el chip convencional.
La tecnología de SuVolta no está pensada para fabricar procesadores de alto rendimiento, pero el director tecnológico de la empresa, Scott Thompson, afirma que encaja muy bien con los ordenadores de batería más populares en la actualidad. "La computación ya no es una cuestión de fabricar CPUs de 200 dólares (unos 150 euros)", afirma Thompson, refiriéndose a los procesadores que están en la base de los PCs tradicionales. "Es cuestión de hacer teléfonos móviles y dispositivos portables por 100 dólares (unos 75 euros)".
El chip que recibió el tratamiento de SuVolta fue el Cortex M0, un diseño de ARM Holdings, empresa cuyos diseños se usan en los procesadores de la mayoría de los dispositivos móviles, entre ellos los de Apple y Samsung (ver "La ley de Moore empieza a ser irrelevante"). El M0 es un chip sencillo que ARM tiene como estándar para probar el potencial de diseños más potentes, explica el director sénior de diseño digital de SuVolta, David Kidd, quien dirigió el experimento con el M0.
SuVolta afirma que está trabajando con el fabricante de chips United Microelectronics, con sede en Taiwán, en un proceso de fabricación que se podría usar para chips móviles. Y la semana pasada, Fujitsu anunció que ha empezado a producir al por mayor un chip de procesado de imágenes diseñado para cámaras digitales, usando la tecnología de SuVolta. Thompson afirma que su empresa tiene otros cuatro acuerdos con fabricantes de chips, pero no quiso dar nombres.
La tecnología de SuVolta ahorra energía reduciendo la variabilidad en el rendimiento de distintos transistores en un mismo chip. Estas variaciones derivan de fluctuaciones menores en el material del que está hecho el chip y hacen que algunos transistores necesiten un voltaje mayor que otros para operar correctamente. Así se desperdicia energía porque el voltaje global de un chip debe estar a un nivel lo suficientemente alto como para que funcionen todos los transistores, lo que hace que muchos de ellos reciban un voltaje mayor que el que necesitan.
El diseño de SuVolta reduce la variación entre transistores al modificar el "canal" del transistor, lo que permite o bloquea el flujo de corriente cuando el transistor se enciende y se apaga. Al añadirle trazas de compuestos que varían las propiedades eléctricas del silicio, SuVolta divide el canal del transistor en tres capas. La interacción eléctrica de esas tres capas hace que los transistores sean bastante resistentes a las causas de variación en los voltajes que necesitan para funcionar.
El nuevo diseño de transistor de SuVolta se puede fabricar en las líneas de producción existentes sin necesidad de hacer grandes cambios. Algo que no sucede en el caso de un diseño de transistor 3D más complejo llamado FinFET, liderado por Intel y que también está adoptando su competencia (ver "Transistores 3D"). Las plantas de fabricación de chips requieren importantes cambios para poder producir esa tecnología.
La tecnología de SuVolta, sin embargo, no aumentará el rendimiento de los transistores tanto como el FinFET. Mike Demler, analista del Grupo Linley, una empresa de investigación en semiconductores, cree que eso limitará los avances que posibilitará la tecnología de SuVolta en los dispositivos móviles. "El transistor funcionará, pero siempre tendrás un circuito más lento comprado con los FinFETs", afirma.
Thompson, de SuVolta, responde que aún no hay teléfonos móviles en el mercado que lleven chips basados en FinFET, y que aún tardarán en aparecer en otras áreas de computación móvil y compacta que no paran de crecer. "Nadie habla de usar FinFETs en los dispositivos de reloj inteligente anunciados recientemente por Samsung y Qualcomm, o para el Inte et de las Cosas", razona.