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El fabricante de CPUs del iPhone desafiará las leyes de la física con nuevos procesadores

(Image credit: Apple)

TSMC — la compañía taiwanesa que fabrica el corazón de los Apple iPhone — acaba de anunciar que ya han comenzado la investigación y desarrollo de chips de 2 nanómetros — unos procesadores que nos acercarán al filo de las leyes de la física.

Hasta ahora, justo cuando parecría que la Ley de Moore iba a morir — la observación del fundador de Intel Gordon Moore  que dice que el número de transistores en un procesador se dobla cada dos años — en manos de las leyes que rigen el mundo electrónico, siempre llegaba una compañía y hacía el más difícil todavía. 

Y hasta ahora sólo unos pocos chips — como el  AMD Ryzen de tercera generación, las tarjetas gráficas Navi o los chips de Apple A13 Bionic — habían logrado llegar a los 7 nanómetros, el límite teórico de los chips de silicio antes de que se empiecen a dar problemas como el quantum tunnelling, un fenómeno de la física que hace que los electrones no puedan mantenerse dentro de los canales y puertas lógicas de un chip.

Pero la carrera hacía chips más potentes y eficientes no acaba en ese límite. TSMC ya está fabricando el A14 Bionic, el chip que será el corazón del nuevo iPhone 12, con un proceso de 5 nanómetros, utilizando aleaciones y nuevas técnicas litográficas — el proceso con el que se graban los circuitos en las planchas de metal.

Lo que nos ha dejado de piedra es que — según periódico especializado Digitimes — los taiwaneses hayan comunicado que ya han comenzado con el desarrollo del proceso de 2 nanómetros. Esto es algo que se supone no iba a llegar hasta dentro de bastantes años. De hecho, se sabía ya que la compañía comenzó a explorar los 2 nanómetros en 2019 pero al parecer ahora hay un camino real para el desarrollo y la fabricación. Tardará tiempo, pero llegará más pronto que tarde.

El anuncio es aún más sorprendente porque TSMC ya había dicho en su día que su siguiente paso serían los 3 nanómetros

Los de Samsung dicen que no llegarán a los 3 nanómetros hasta 2021. Mientras, Intel dice que a ellos no les esperen con 3 nanómetros hasta 2025. De AMD no sabemos nada todavía.

Y aunque en teoría sabemos que podríamos exprimir aún más la tecnología actual hasta llegar más allá de los 2 nanómetros— Intel afirma que tendrán chips de 1.4 nanómetros para 2029 — lo que sí sabemos a ciencia cierta es que la Ley de Moore tiene los días contados. Y esta vez de verdad.

A pesar de estos avances momentáneos, los fabricantes de chips necesitarán en breve de una nueva tecnología para aumentar la capacidad de proceso de nuestros PCs y dispositivos electrónicos al mismo ritmo que en las últimas décadas y, aún más importante, por lo menos manteniendo el mismo tamaño y consumo. 

Si este cambio no llega pronto nos veremos condenados a un crecimiento lento de la velocidad de proceso en algún momento del siglo XXI. Eso — o un aumento inexorable de las necesidades energéticas para poder incrementar la potencia de los procesadores al mismo ritmo al que hemos estado acostumbrados todos estos años. En cualquiera de los dos casos, será una travesía en el desierto después de tantos años de un vertiginoso incremento de la potencia y reducción del consumo.

La importancia del procesador para los teléfonos y otros dispositivos

Aunque todo esto pueda parecer abstracto, la reducción del tamaño del procesador se traduce en ventajas fundamentales para todo el mundo. Si ahora tenemos chips capaces de grabar vídeo de 4K y aguantar durante un día dentro de máquinas diminutas es por esta carrera de tamaños.

En un iPhone, por ejemplo, la CPU es el principal consumidor de batería después de la pantalla. Con cada generación de la serie A de procesadores hemos visto como el iPhone ha aumentado en velocidad — hasta destrozar a todos los celulares Android sin piedad — mientras su vida de batería se mantenía o aumentaba. Y esto es, en una gran parte, gracias al tamaño más reducido del chip, que siempre es más eficiente que los anteriores.

La reducción de los chips seguirá siendo fundamental no ya para la siguiente generación de teléfonos, sino también para nuevos dispositivos como gafas de realidad aumentada y otros wearables. Por eso es crucial que fabricantes como TSMC sigan disminuyendo el tamaño de los procesadores si queremos seguir avanzando no sólo en la electrónica de consumo sino en otros campos como la cibernética, la medicina o la exploración espacial.