Los chips refrigerados por diamante podrían ser el futuro
Para aumentar considerablemente el rendimiento de los microprocesadores a pesar del enorme desarrollo de calor, una empresa estadounidense utiliza diamantes para refrigerarlos. En los experimentos, uno de los chips más potentes de Nvidia calcula tres veces más rápido de lo que era posible hasta ahora. La tecnología procede originalmente de Augsburgo.
La Ley de Moore, según la cual la potencia de cálculo de los chips informáticos se duplica cada dos años, no se aplica desde hace algunos años. Esto se debe principalmente a que los procesadores ya no se pueden refrigerar lo suficiente si se les permitiera trabajar tan rápido como realmente podrían. Ni el procesador principal (CPU) ni el procesador gráfico (GPU) pueden soportar mucho más de 100 grados a largo plazo.
Por eso, los científicos buscan arquitecturas alternativas. Por ejemplo, la TU de Berlín y el MIT de Boston han logrado resultados prometedores con un prototipo de chip láser. Utilizando partículas de luz (fotones) en lugar de electrones, puede funcionar de forma mucho más eficiente que los procesadores convencionales. Sin embargo, aún pasará un tiempo antes de que estos sistemas estén listos para la producción en serie. Por ello, se está intentando encontrar métodos para refrigerar los chips convencionales de forma más eficaz. Un enfoque prometedor procede de una empresa estadounidense que utiliza diamantes para este fin.
El "diamante más grande del mundo" de Augsburgo
En sentido estricto, se trata de diamantes sintéticos. Hace seis años y medio, la Universidad de Augsburgo causó un gran revuelo al cultivar en laboratorio el "diamante más grande del mundo". Sin embargo, no se parecía a una piedra preciosa real, ya que el diamante de 155 quilates era un disco de 92 milímetros de diámetro.
La forma se crea cuando las moléculas de carbono de un plasma a varios miles de grados se depositan capa a capa sobre una base de iridio en un reactor a una presión negativa de unas décimas de atmósfera. Los científicos bávaros se dieron cuenta muy pronto de que sus obleas eran "el material definitivo para la electrónica de alto rendimiento". En 2015 fundaron Augsburg Diamond Technology GmbH para materializar comercialmente sus descubrimientos.
Del doble al triple de velocidad de reloj
Desde el año pasado, Audiatec es propiedad de la empresa estadounidense Diamond Foundry, capaz de utilizar la tecnología suaba para producir obleas de diamante de menos de tres milímetros de grosor y 100 milímetros de diámetro. Con este material como refrigerante, los chips podrían funcionar al doble de la velocidad de reloj que de otro modo sería posible sin fallos, según declaró su director ejecutivo, Martin Roscheisen, al"Wall Street Journal". En el caso de uno de los chips más potentes de Nvidia, pudieron incluso triplicar el rendimiento. Roscheisen también es alemán y está considerado un fundador estrella en Silicon Valley.
Diamond Foundry ya ha producido cientos de obleas de diamante. Según Roscheisen, su empresa está en conversaciones con la mayoría de los mayores fabricantes de chips del mundo, así como con empresas de defensa y fabricantes de vehículos eléctricos, para acelerar sus microchips y componentes electrónicos y minimizar el espacio necesario. Las obleas de diamante son ahora tan baratas como las de carburo de silicio, que se utilizan para fabricar semiconductores de potencia especialmente eficientes.
Hay otro camino
Sin embargo, la empresa de Roscheisen no es inigualable, escribe el Wall Street Journal. Hay empresas que pueden producir diamantes sintéticos aún mayores utilizando otros procesos. También hay otras soluciones. Intel, por ejemplo, está trabajando en la colocación de microchips en un fondo de cristal.
Esto permite producir megachips, que en principio están formados por muchos chips pequeños (chiplets). Éstos se mantienen estables con un alto consumo de energía y el consiguiente desarrollo de calor. Rahul Manepalli, investigador de Intel, declaró al Wall Street Journal que la producción de calor por paquete es de hasta un kilovatio. Un paquete de chips mide diez centímetros cuadrados y absorbe aproximadamente la potencia de un secador de pelo.
El arseniuro de boro podría ser una alternativa al silicio en el futuro. Aunque no conduce el calor tan bien como el diamante, también es un semiconductor. Por tanto, con este material podrían fabricarse microchips extremadamente potentes.
Andy Bechtolsheim, cofundador de Sun Microsystem, también imagina una combinación de distintas tecnologías en una estructura de sándwich. "Vidrio en la parte superior para una comunicación rápida, una pila tridimensional de capas de silicio en el centro para el procesamiento y una oblea de diamante en la parte inferior para disipar todo el calor", declaró al Wall Street Journal.
Fuente: www.ntv.de
