Un grupo de científicos de Japón ha creado un dispositivo que logra acelerar 1.000 veces la velocidad de procesamiento de los chips semiconductores respecto a la tecnología actual que usan las computadoras.
El profesor Tomoaki Nakatsuji, líder del equipo e investigador de la Universidad de Tokio, explicó al medio Nikkei que la aplicación práctica de este avance permitiría procesar en un segundo el volumen de datos que hoy toma una hora. Los hallazgos fueron publicados en la revista científica Science, donde se describen las pruebas experimentales y el potencial transformador de la innovación.
La clave está en un “elemento de conmutación cuántica no volátil”, que emplea las propiedades magnéticas de los electrones (el espín) para representar los bits de información, en lugar del flujo de corriente eléctrica. El objetivo principal es evitar la acumulación de calor durante el procesamiento a altas velocidades.
¿Cómo opera el nuevo sistema?
Las computadoras actuales utilizan bits que dependen de la presencia o ausencia de corriente eléctrica, controlada por transistores. Al incrementar la velocidad de procesamiento, la demanda energética sube y se genera más calor, lo que perjudica la estabilidad y la vida útil de los componentes. Por ello, las tecnologías vigentes alcanzaron sus límites de velocidad a principios de la década de 2000.
El nuevo elemento reemplaza el control eléctrico por control magnético. Está fabricado con tantalio y manganeso. Cuando una señal eléctrica cruza el tantalio, la información se almacena en el manganeso según la dirección de una fuerza magnética mínima, que representa un bit.
En las pruebas de laboratorio, el equipo logró procesar un bit en 40 picosegundos, es decir, 1/1.000 del tiempo que requieren los métodos convencionales, los cuales necesitan aproximadamente 1 nanosegundo por operación.
Uno de los resultados más destacados del dispositivo es su rendimiento térmico. El elemento funcionó de forma estable después de más de 100 mil millones de ciclos de procesamiento. En contraste, los sistemas actuales fallarían por sobrecalentamiento tras entre 1 y 10 millones de ciclos si intentaran alcanzar la misma velocidad.
La capacidad de registrar información de manera magnética abre aplicaciones en memorias no volátiles. Según Nakatsuji, esta tecnología permite grabar datos con un consumo energético mínimo, lo que reduce los costos operativos.
Impacto en la computación y la inteligencia artificial
La demanda de electricidad para el procesamiento de datos crece debido a la expansión de la inteligencia artificial y otras tecnologías. La Agencia Internacional de Energía proyecta que, para 2030, los centros de datos consumirán alrededor de 945 teravatios en todo el mundo, más del doble que en 2024 y por encima del consumo eléctrico total de Japón.
La miniaturización de componentes podría aumentar el rendimiento y reducir el consumo energético a una centésima parte del nivel actual. El siguiente paso consiste en desarrollar un prototipo de chip y coordinar con empresas su fabricación a escala industrial. Nakatsuji manifestó la disposición del equipo para trabajar de forma global y extender el alcance de esta innovación.
El desarrollo de la Universidad de Tokio propone chips capaces de procesar información con mayor velocidad y menor generación de calor. Si la tecnología se implementa, podría transformar áreas como la computación de alto rendimiento, la inteligencia artificial y el almacenamiento de datos.
Fuente: Infobae