De nanómetros a ángstroms: la nueva forma de medir un procesador

La carrera por reducir el tamaño de los procesadores sigue su curso parejo, pese a la escasez para su producción masiva. El objetivo de las empresas tecnológicas es reducir de manera consistente el espacio que los transistores ocupan en un procesador y, de esta manera, mejorar el rendimiento y la autonomía. Hasta ahora, los medimos en nanómetros, pero ya es momento de ir aprendiendo el nuevo término para hablar de ellos en la próxima década: los ángstroms.

La firma holandesa ASML, encargada de los equipos fotolitográficos que usan TSMC, Intel, Samsung y otras compañías dedicadas a la construcción de procesadores, anunció que a inicios de la siguiente década comenzará a dar soporte para la confección de transistores de un nanómetro a menos.

Parte de este anuncio detalla la implementación de ópticas con un diseño que mejorará hasta en un 70% los procesos de fotolitografía en la construcción de circuitos integrados, añadiendo más detalle en el patrón de la retícula para darle mayor densidad de transistores a la oblea de silicio. De hecho, los planes de ASML para esta tecnología es comenzar con la producción de litografías de 3 y 2 nanómetros en estos años.

¿Por qué se miden en nanómetros los procesadores?

Un transistor es la parte elemental y básica de un procesador y, de hecho, de cualquier equipo electrónico fabricado por la humanidad. Cada transistor representa un bit que, dependiendo de un estímulo energético, representa “uno” – encendido – o “cero” – apagado. Si añadimos más transistores a un procesador, la gestión de bits será mayor y podremos realizar más operaciones.

Con el tiempo, la reducción en el tamaño de los transistores ha permitido que, en la misma superficie de un chip, haya más y más. Durante la primera parte de la década de los setenta, los transistores de Intel se medían en micrómetros – una milésima de milímetro -, pero desde inicios de los 90, las bases de los procesadores han sido contabilizadas en nanómetros.

Cuando hablamos de que “un teléfono que lleva un procesador Snapdragon 888+ de cinco nanómetros” hablamos, en concreto, del tamaño de un transistor. Este chipset específico cabe en la yema de un dedo, pero integra 11 800 millones de transistores, encargados de gestionas todas las tareas que el equipo es capaz de realizar. Todos ellos, bajo arquitecturas distintas en núcleos.

La explicación simple es pensar en un chip como tu vida en una ciudad. Si ir de tu casa al trabajo o la universidad te demanda una hora, eres menos productivo y gastarás más energía y tiempo que si vivieras a cinco minutos de tu destino. Así funciona un conjunto de transistores apilados de manera densa: menos distancia para una operación permite mayor rendimiento y menor consumo energético, además de reducir las demoras.

Sin embargo, hay mucho márketing en una cifra “no absoluta” como los nanómetros de un procesador, pues el tamaño varía en base al sistema diseñado por los arquitectos de marcas como AMD, Intel, Qualcomm, Nvidia y otras que intentan “replicar” la eficiencia de un sistema denso. Por ejemplo, podemos hablar de un procesador M1 de Apple de 5 nanómetros que no mide lo mismo que uno de Qualcomm o AMD, y que tienen un rendimiento distinto.

¿Qué es un ángstrom?

La nueva nomenclatura para la medida de un transistor basada en ángstroms fue propuesta por Intel, como parte de la evolución en su modelo de confección de procesadores. El ángstrom equivale a la diezmillonésima parte de un metro. Para propósitos de esta nota, diez ángstroms equivalen a un nanómetro, y un procesador de 5 nanómetros hoy es equivalente a un transistor de 50 ángstroms.

Es una sustitución de nomenclatura que nos dará, por lo menos, unas décadas de orden basado en un número entero y cuantificable. En 2030 comenzará el trabajo por debajo del nanómetro como medida y esta condición podría impulsarse para estandarizar a la industria de semiconductores que pasó de los micrómetros a los nanómetros en poco más de 20 años.