Un grupo de investigadores estadounidenses desarrolla una lógica de computación que usa deformación mecánica a escala nanométrica para procesar información y que, con el tiempo, podría llegar a ser 100 veces más eficiente en energía que las tecnologías actuales.
El método combina esa deformación con señales eléctricas para ejecutar operaciones lógicas, y se financia con 10,6 millones de dólares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA). Lo dirige Asif Khan, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Computacional de Georgia Tech, junto a su equipo.
El dinero llega por el programa Fast and Curious, que busca circuitos lógicos al menos 100 veces más eficientes en energía que el estado del arte de hoy.
"Sea carga, luz, magnetismo o deformación, a la computación no le importa cómo se transporta la información mientras represente de manera confiable un uno y un cero", dijo Khan. "Nuestro enfoque explora un camino distinto, mezclando varias modalidades portadoras de información".
¿Cómo se computa con una deformación?
Los computadores convencionales procesan información moviendo carga eléctrica a través de miles de millones de transistores. Esos transistores actúan como interruptores diminutos que se encienden y se apagan para representar los unos y los ceros del sistema binario. El equipo de investigación cree que la deformación mecánica ofrece otra vía para manejar los datos.
La tecnología se llama MEFA Logic, por Mechanically Amplified Ferroic-Actuated. Usa materiales ferroicos que se expanden o se contraen levemente cuando se les aplica voltaje. Ese movimiento se amplifica y se transmite a un canal semiconductor cercano, donde controla el flujo de corriente y hace conmutar entre estados lógicos.
"Una nueva tecnología de computación solo se vuelve útil si al final calza dentro del ecosistema más amplio de semiconductores", apuntó Khan. "Estamos pensando en la manufacturabilidad y en la integración desde el principio".
Según Khan, el enfoque podría reducir bastante la energía que necesita la computación y, al mismo tiempo, mantener la velocidad y la funcionalidad que exigen los sistemas prácticos.
Más allá del CMOS
El proyecto forma parte de una iniciativa de DARPA para explorar enfoques nuevos de computación. La meta es buscar tecnologías capaces de mover la computación más allá de los sistemas CMOS de hoy, el complementary metal-oxide-semiconductor que está en la base de prácticamente todos los chips modernos, desde el procesador de un teléfono hasta el hardware de cómputo que mueve la inteligencia artificial.
El programa Fast and Curious desafía a los científicos a crear dispositivos, materiales y arquitecturas de computación que operen de manera mucho más eficiente y que sigan siendo compatibles con la fabricación avanzada de semiconductores.
¿Quiénes están detrás del proyecto?
El esfuerzo lo encabeza Georgia Tech e incluye además a investigadores de la Universidad Rice y de la Universidad del Sur de California, junto con científicos de la fundición Space Park de Northrop Grumman. El grupo se propone llevar la tecnología MEFA desde dispositivos individuales hacia circuitos cada vez más complejos.
La aspiración final es demostrar una plataforma de computación práctica que baje de manera considerable los requerimientos de energía.
"La parte entretenida no es solo la física del dispositivo", concluyó Khan en un comunicado. "Es la posibilidad de combinar un consumo de energía extremadamente bajo con la velocidad y la funcionalidad que requieren los sistemas de computación reales".
