Intel elige un centro vasco para desarrollar una nueva generaci¨®n de microprocesadores

El ritmo incesante al que avanzan las tecnolog¨ªas digitales requiere de ordenadores, m¨®viles y servidores con prestaciones cada vez m¨¢s avanzadas. E Intel, un gigante de la producci¨®n de microprocesadores, explora continuamente nuevas v¨ªas para que sus productos sean m¨¢s r¨¢pidos y eficientes que los actuales. La compa?¨ªa ha elegido el centro NanoGune, ubicado en San Sebasti¨¢n, para investigar el uso de una tecnolog¨ªa novedosa en el desarrollo de los chips. El proyecto prev¨¦ aplicar los atributos de la espintr¨®nica, una rama de la f¨ªsica que explota una propiedad cu¨¢ntica de los electrones (el esp¨ªn). El instituto vasco trabajar¨¢ para Intel hasta 2022, en colaboraci¨®n con una universidad de EE UU (que participa con dos grupos distintos) y un centro de investigaci¨®n franc¨¦s.

Para producir los procesadores, los grandes fabricantes como Intel utilizan desde hace casi cuatro d¨¦cadas una tecnolog¨ªa llamada CMOS. La estrategia empleada hasta hoy para mejorar progresivamente las prestaciones de estos chips ha sido miniaturizar cada vez m¨¢s su elemento b¨¢sico, que son los transistores. Se trata de la aplicaci¨®n de la conocida como Ley de Moore, teorizada por uno de los fundadores de Intel, que supone que el n¨²mero de transistores en un procesador se duplique cada dos a?os. La tecnolog¨ªa CMOS ¡°hasta el momento ha sido muy exitosa y ha funcionado bien¡±, explica F¨¨lix Casanova, el investigador del centro Nanogune que lidera el equipo implicado en el proyecto de Intel. Pero ahora, asegura, ¡°est¨¢ llegando al l¨ªmite¡±.

Uno de los problemas principales de los microprocesadores actuales es que, al ser muy peque?os, sus circuitos internos tienden a sobrecalentarse, lo que supone una mayor p¨¦rdida de energ¨ªa, contin¨²a Casanova. Y este desperdicio, a?ade, es un problema cada vez m¨¢s grande si se tiene en cuenta que la transmisi¨®n digital de datos podr¨ªa representar el 20% del consumo mundial de electricidad para 2030, seg¨²n calcula un estudio publicado en Challenges. El otro gran inconveniente, agrega el investigador, es que la reducci¨®n del tama?o de los transistores ya est¨¢ alcanzando las fronteras de la mec¨¢nica cl¨¢sica. ¡°Llega un momento en que la manera en la que los electrones se controlan dentro del transistor ya no funciona, porque empiezan a dominar las leyes de la cu¨¢ntica¡±, explica.

A trav¨¦s de su programa de investigaci¨®n Intel University Research, la multinacional estadounidense busca identificar nuevas tecnolog¨ªas que permitan mejorar la eficiencia de los microprocesadores en colaboraci¨®n con el mundo acad¨¦mico. Una de las v¨ªas exploradas es la rama de la espintr¨®nica, que aprovecha una propiedad peculiar de los electrones, llamada esp¨ªn, no tomada en cuenta en la f¨ªsica cl¨¢sica. Casanova explica que la explotaci¨®n de esta caracter¨ªstica en algunos materiales magn¨¦ticos permitir¨ªa dise?ar chips en los que se incorporan tanto la unidad de almacenamiento de la informaci¨®n necesaria para la computaci¨®n como la que ejecuta las operaciones l¨®gicas.

De esta manera, el procesamiento ser¨ªa m¨¢s r¨¢pido que en el actualidad, ya que en las computadoras de hoy d¨ªa las dos fases se cumplen en sitios distintos (el almacenamiento de la informaci¨®n, en la RAM o en el disco duro; las operaciones, en el microprocesador). ¡°Intel calcula que as¨ª se obtendr¨ªa un mejor rendimiento con menos energ¨ªa, porque todo estar¨ªa en el mismo circuito¡±, explica Casanova. La idea est¨¢ recogida en un art¨ªculo publicado el pasado diciembre en Nature por un equipo de investigadores de la multinacional y de la Universidad de Berkeley (California).

El reto de conseguir materiales adecuados

Ahora el reto es identificar materiales que permitan aplicar esta tecnolog¨ªa, denominada MESO (acr¨®nimo de Magnetoelectric Spin-Orbit), en un microprocesador real, porque los que existen actualmente ¡°no son suficientemente buenos para ello¡±, asegura Casanova. Y esa es la misi¨®n actual de su equipo, formado por otras cinco personas de distintas nacionalidades. Entre los materiales m¨¢s prometedores, el investigador indica los aislantes topol¨®gicos, descubiertos recientemente. Estos elementos se comportan como conductores en la superficie y como aislantes en el interior.

Casanova, que trabaja en el campo de la espintr¨®nica desde hace una d¨¦cada, tuvo su primer contacto con Intel durante un congreso celebrado en 2015 en Hong Kong, seg¨²n cuenta. Tras un periodo de colaboraci¨®n informal, el centro Nanogune (asociaci¨®n privada sin ¨¢nimo de lucro impulsada por el Gobierno Vasco) firm¨® un primer acuerdo con la compa?¨ªa en 2017. Meses despu¨¦s, Intel agreg¨® al proyecto otros grupos de investigaci¨®n.

Este mes, la multinacional formaliz¨® la constituci¨®n de un consorcio que integra el equipo del instituto donostiarra junto a dos grupos de la Universidad de Berkeley y uno del centro franc¨¦s CNRS/Thal¨¨s, fundado por el f¨ªsico Albert Fert, premio Nobel en 2007 por sus descubrimientos en el campo de la espintr¨®nica. Intel ha financiado el centro Nanogune con 650.000 d¨®lares, con los que el instituto ha podido contratar a los miembros del equipo de Casanova. El proyecto terminar¨¢ en 2022, y su objetivo ¡°es conseguir en ese plazo un prototipo que funcione¡±, asegura el investigador, quien precisa que es muy dif¨ªcil saber ahora cu¨¢ndo esta nueva tecnolog¨ªa pueda estar lista para el mercado.

¡°En el futuro la computaci¨®n necesitar¨¢ una nueva tecnolog¨ªa revolucionaria para realizar un salto sustancial en t¨¦rminos de eficiencia energ¨¦tica¡± asegura en un v¨ªdeo grabado el pasado enero Ian Young, directivo de Intel encargado por la multinacional de la coordinaci¨®n del consorcio. ¡°Y nuestro trabajo junto al centro Nanogune puede jugar un papel importante en esta revoluci¨®n¡±, a?ade. ¡°Para nuestro grupo es una gran suerte y honor que un gigante como Intel crea que la investigaci¨®n que estamos teniendo es interesante. De alg¨²n modo es una prueba de que la ciencia b¨¢sica siempre puede ser ¨²til para desarrollar una aplicaci¨®n real¡±, concluye Casanova.