El blog de los empleados
de Telefónica I+D

Nada dura para siempre. Es una ley inmutable que se aplica a las especies, las ideas, los combustibles fósiles o la Ley de Moore.
Estirada y apurada una y otra vez, parece que ha llegado el momento de aceptar su fin, al menos lo que respecta a las tecnologías basadas en el silicio, un material que ha tenido una aportación tan decisiva como la del hierro o el carbón.
En el siguiente vídeo, el propio Moore habla de este final:

(Hay una segunda parte de este vídeo)

De forma muy simplificada, el desarrollo tecnológico producido en las últimas cinco décadas ha seguido el enunciado de esta Ley de forma que cada 18 meses aproximadamente se ha doblado la capacidad de los sistemas (proceso y memoria) basados en silicio.
Con un horizonte pesimista de cinco años y uno optimista de veinte, esta Ley tiene caducidad. Eso no quiere decir que desaparezcan los componentes electrónicos convencionales en ese plazo. En realidad tendrán aún una larga vida por delante y al estabilizarse su desarrollo surgirán soluciones imaginativas en forma de arquitecturas más versátiles y maneras de sacarles más partido a los procesadores a partir del software. Los nuevos sistemas, si llegan a ser operativos y competitivos (lo que probablemente ocurra en el medio-largo plazo) coexistirán durante mucho tiempo con una electrónica basada en silicio, barata y ubicua.

En el número de septiembre de la revista “Communications of the ACM” se hace un repaso a las alternativas a la computación basada en silicio sobre las que se está trabajando actualmente. La lista es ciertamente variopinta pero muy interesante pues demuestra que hay una actividad creciente en la búsqueda de alternativas para el futuro cambio de la tecnología en la que se basa nuestra sociedad. Una diferencia sustancial con respecto a la tecnología de silicio es que mientras ésta ha seguido una aproximación “top-down” de progresiva miniaturización, todas las potenciales alternativas siguen la contraria, “bottom-up”, lo que supondrá considerables mejoras en el proceso de desarrollo futuro, al trabajar con los elementos básicos que las constituyen, y evitando centrar el esfuerzo de cada generación en reducirlos.
Ahora mismo los laboratorios que trabajan en el desarrollo de los nuevos paradigmas de computación están en el entorno de la ciencia básica, sobre todo física y química. El paso a los centros de I+D más cercanos a la computación aún está lejos, aunque ya se está trabajando en los algoritmos que permitirían trabajar con esos nuevos paradigmas, que en casos como el de la computación cuántica suponen un salto considerable con respecto a la forma conocida hasta ahora de resolver problemas con ordenadores.

Las alternativas reseñadas en “Communications of the ACM” son:

• Computación a nanoescala. Técnicas híbridas entre componentes de silicio convencionales y otros construidos a escala de 2 nanómetros, aunque con el inconveniente de no ser aún fiables.
• Nanotubos de carbono. También a escala de nanómetros, con velocidades en el orden de los picosegundos. Ahora mismo hay disponibles puertas lógicas básicas, pero aún no se ha dado el salto hacia la integración de varios componentes. Parece que las primeras aplicaciones vendrían de la mano de interruptores más rápidos, y memorias mucho más densas que las actuales.
• Computación orgánica y química. La escala sería molecular, los componentes podrían ser generados por síntesis química, y el resultado más compatible con elementos orgánicos.
• “DNA computing” se basaría en el uso de ADN para realizar el computo. Aunque las velocidades serían muy reducidas, el autoensamblaje y el procesado masivo paralelo la convierten en una alternativa creíble.
• Computación cuántica, la más conocida y presente en los medios. Con los primeros productos comerciales en el mercado, y una demostrada capacidad para resolver determinados tipos de problemas. Ahora puede ser un complemento de la computación convencional, pero también pueden jugar un papel decisivo en el futuro de forma independiente.
• Computación óptica, que tiene sobre todo la ventaja de la velocidad, al ser capaz de ofrecer escalas de femtosegundos (10^-15). Aunque llevan mucho tiempo en laboratorios, estas tecnologías aún están esperando un gran salto que permita hacerlas realidad.
• Micro y nanofluidos. Relacionada con la nanofabricación, se basa en orden de escala molecular, y permitiría el procesado masivo paralelo. Su propósito no es tanto un nuevo modelo de computación, como proporcionar capacidad de proceso a nanoestructuras.
• Computación neuronal caótica. En estado muy preliminar, ahora mismo se centra en explotar la descubierta capacidad de resolución de problemas en los caóticos movimientos de amebas, consideradas como una especie de ordenador paralelo. Con diferencia, la propuesta más imaginativa.

¿Y mientras tanto? En la Emerging Technologies Conference del MIT, se ha presentado la visión de Intel. Se basa en la ubicua presencia de capacidad de proceso (bueno, ellos venden procesadores) aplicada al reconocimiento del contexto, del entorno, de imágenes, del lenguaje, y a la asistencia al usuario. Inferencia y comprensión apoyadas en arquitecturas multinúcleo a gran escala. Aplicaciones complejas, representaciones realistas, y todo en dispositivos móviles y ubicuos.
El despliegue y aplicación masivos de estas técnicas van a proporcionar una larga vida al ya venerable silicio.

Vía:

• Silicon Valley Watcher (“Intel Developer Forum: Moore Says Moore’s Law Will End“)
• Communications of the ACM (“Beyond silicon: new computing paradigms“)
• Technology Review (“The Future of Computing, According to Intel”)

Al hablar de las pantallas transparentes OLED basadas en nanocables, destacamos que uno de los problemas en su fabricación es controlar cómo se depositan y alinean los nanocables. En la producción de pantallas es necesario que los nanocables queden bien ordenados cuando se depositan sobre grandes paneles.

Según Technology Review, los investigadores de la Universidad de Harward y la Universidad de Hawaii han logrado ahora una nueva forma fácil de alinear nanocables y nanotubos sobre superficies más de 100 veces mayores que con los métodos existentes. Además, podrían fabricar nanocables sobre distintos tipos de superficies, lo que abre las puertas a la producción masiva de dispositivos electrónicos basados en este tipo de nanoestructuras.

Los nanocables aplicados en la producción de pantallas flexibles tienen la ventaja frente a otras técnicas de que no requieren altas temperaturas para depositarlos sobre el sustrato del panel. Por eso es posible la fabricación de pantallas flexibles con nanocables sobre sustratos de plástico.

Lo investigadores están ahora estudiando nuevas formas de agrupar los nanocables más juntos, lo que permitiría otras aplicaciones nuevas como memorias de almacenamiento. Pero antes tienen que conseguir la automatización del proceso de fabricación, para lo cual están aplicando técnicas de hacer burbujas como las que se usan para la producción masiva de bolsas de plástico.

Hace poco hablamos de OLED y las pantallas flexibles, esta vez queremos destacar otro avance en la investigación de la tecnología OLED para el desarrollo de pantallas transparentes.

En un reciente artículo del MIT Technology Review se describe el trabajo de los investigadores en Purdue University y Northwestern University, que han desarrollado transistores con nanocables. Con esta son ya tres las líneas de investigación para el desarrollo de dispositivos electrónicos transparentes. Además de los nanocables, los principales grupos de investigación estaban trabajando con transistores de nanotubos. También se ha ensayado con transistores superdelgados formados por deposición de una película de óxido de zinc o indio.

David Janes afirma que estos transistores son mucho más pequeños y rápidos que los tradicionales de silicio. Aunque los transistores con nanotubos son aún más rápidos, no pueden ser totalmente transparentes porque utilizan electrodos metálicos para conectar los nanotubos. Pero, según afirma John Wager, el problema está ahora en el proceso de fabricación de los nanocables. John Rogers cree que se impondrá aquella tecnología que ofrezca mejor transparencia, prestaciones, flexibilidad y facilidad/coste de fabricación.

Las pantallas transparentes pueden tener aplicación en visualización de información a través de gafas, cascos con visores, cristales de ventanas/escaparates/parabrisas, …

Vía Technology Review.