IBM presenta tecnología de chips que podría extender la Ley de Moore por una década

Qué pasó

IBM anunció el jueves el desarrollo de un nuevo chip prototipo que incorpora aproximadamente 100.000 millones de transistores en una superficie equivalente a la de una uña humana. De acuerdo con la información publicada por MIT Technology Review, la densidad alcanzada duplica la capacidad de la tecnología más avanzada de la compañía, presentada en 2021.

La innovación se basa en una arquitectura denominada nanoapilamiento, mediante la cual los transistores se disponen en dos capas verticales sobre un sustrato de silicio, en reemplazo del tradicional arreglo horizontal. Esta estrategia responde al límite físico que enfrenta la industria: los transistores, que durante décadas se redujeron en tamaño, actualmente miden apenas unas decenas de nanómetros, escala en la que los efectos cuánticos comprometen su funcionamiento.

Según Jay Gambetta, director de IBM Research, la innovación constituye un avance significativo en lugar de un paso incremental. El ejecutivo prevé que en el plazo de una década los chips con nanoapilamiento se utilizarán de forma masiva en centros de datos, donde su mayor eficiencia contribuirá a una mejor gestión del consumo energético.

Desde la firma de análisis TechInsights, el vicepresidente Dan Hutcheson calificó la innovación como verdaderamente transformacional y sostuvo que incorpora entre 10 y 15 años adicionales a la hoja de ruta de la industria. IBM aseguró que los chips fabricados con esta arquitectura pueden ejecutar hasta 50% más trabajo en el mismo intervalo de tiempo y alcanzar una eficiencia energética superior en hasta 70% respecto de sus diseños previos.

Contexto

Durante más de medio siglo, los fabricantes de semiconductores lograron aumentar de manera sostenida la potencia de cálculo de los computadores mediante el principio rector de la Ley de Moore: incorporar una cantidad creciente de transistores en cada chip. Para ello, redujeron progresivamente el tamaño de estos componentes, los diminutos interruptores que ejecutan las operaciones de procesamiento.

Sin embargo, en los últimos quince años la miniaturización se topó con un obstáculo estructural. Cuando los transistores alcanzan dimensiones de unas pocas decenas de nanómetros, los fenómenos cuánticos comienzan a interferir en su operación, tornando inviable una mayor reducción física mediante los métodos tradicionales de fabricación.

Ante este escenario, ingenieros de toda la industria exploran una estrategia equivalente a la planificación urbana vertical: en lugar de expandirse en superficie, construir hacia arriba. La propuesta de IBM materializa esta aproximación mediante el apilamiento de capas activas de transistores, conectadas eléctricamente para operar como un sistema integrado.

La iniciativa se inscribe en una competencia más amplia entre grandes actores del sector, como Intel, TSMC y Samsung, por desarrollar arquitecturas que extiendan la escalabilidad de los semiconductores. La arquitectura de nanoapilamiento de IBM representa un diseño de propósito general que la compañía licenciará a fabricantes de chips para su producción comercial.

Impacto para empresas chilenas

Para Chile, los avances en eficiencia de procesamiento tienen implicancias directas, dado que el país opera como importador neto de tecnología y depende de infraestructura de centros de datos ubicada mayoritariamente en el extranjero. Una mayor eficiencia energética en los chips que alimentan servicios de cómputo en la nube podría traducirse, en el mediano plazo, en menores costos para empresas locales que contratan capacidad de procesamiento con proveedores internacionales.

Las pequeñas y medianas empresas chilenas que utilizan servicios de inteligencia artificial, análisis de datos o almacenamiento en la nube se beneficiarían de reducciones en los precios asociados a la mayor eficiencia de los centros de datos. Sectores como el comercio minorista, la banca y la minería, que han acelerado su transformación digital, figuran entre los potenciales usuarios de infraestructura de cómputo más avanzada.

La eventual instalación de centros de datos de gran escala en territorio chileno, actualmente en evaluación por distintos actores globales, encontraría en arquitecturas energéticamente más eficientes un argumento competitivo para reducir los costos operativos y la huella de carbono asociada al procesamiento intensivo.

La industria local de servicios financieros, que ha incrementado de manera sostenida su demanda por procesamiento de alta capacidad, podría ver mejorada su capacidad de ejecutar modelos analíticos complejos a costos más accesibles, en la medida que estas arquitecturas se masifiquen a nivel global.

Qué sigue

IBM anticipa que la nueva arquitectura se implementará de forma progresiva en el plazo de una década, inicialmente en centros de datos y, posteriormente, en unidades de procesamiento gráfico y central destinadas a computadores personales y servidores especializados. Huiming Bu, vicepresidente de Investigación y Desarrollo de Semiconductores de IBM, señaló que la arquitectura es de propósito general y puede incorporarse en múltiples tipos de procesadores.

De cumplirse las proyecciones de la compañía y de analistas como TechInsights, la tecnología se sumaría al conjunto de innovaciones destinadas a sostener el crecimiento de la capacidad de cómputo requerida por aplicaciones de inteligencia artificial, analítica avanzada y servicios en la nube durante la próxima década.