Los investigadores diseñan un procesador de plástico barato que podría dar paso a la era de la electrónica verdaderamente omnipresente

Si ha seguido las estadísticas sobre el Internet de las cosas (IoT), que está creciendo en miles de millones de dispositivos cada año, las cifras son bastante alucinantes. Pero lo cierto es que los costosos chips de silicio están frenando este crecimiento desenfrenado.

Pero ahora los investigadores han diseñado un nuevo procesador de plástico, que estiman que podrá producirse en masa por menos de un céntimo. Así es: los nuevos chips Flexicore podrían dar el pistoletazo de salida a un mundo en el que todo -desde las vendas hasta los plátanos- podría tener un chip, según un informe de IEEE Spectrum.

Los diseños de chips existentes son demasiado complejos para su producción en plástico con rendimientos aceptables.

Los diseños de chips que utilizamos actualmente -incluso para los microcontroladores más básicos- son demasiado complejos para ser producidos en masa en plástico. Este es el principal problema al que se enfrentan estos diseños, según los investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y el fabricante de electrónica flexible PragmatIC Semiconductor: que los diseños de chips existentes son demasiado complejos para su producción en plástico con rendimientos aceptables.

El año pasado, Arm y PragmatIC anunciaron el desarrollo del prototipo PlasticArm, que implementaba el diseño del procesador Arm M0 incorporando más de 56.000 dispositivos semiconductores para un microchip flexible y barato. Esta última investigación sugiere que era necesario un enfoque arquitectónico completamente nuevo para lograr rendimientos utilizables y un chip de menos de un centavo.

La Universidad de Illinois construyó el nuevo diseño del procesador Flexicore

Para hacer frente a las peculiaridades del diseño de los chips de plástico, el equipo de la Universidad de Illinois construyó el nuevo diseño del procesador Flexicore desde cero. Dado que el rendimiento disminuye cuando aumenta el número de puertas del procesador, decidieron hacer un diseño mínimo que redujera el número de puertas y utilizara lógica de 4 y 8 bits en lugar de alternativas de 16 o 32 bits. La arquitectura de la memoria Flexicore y su conjunto de instrucciones se optimizaron para reducir el número de componentes y la complejidad. Los investigadores también diseñaron una lógica que reutiliza piezas (y, por tanto, tiene menos transistores). Por último, pero no menos importante, el procesador se diseñó para que ejecutara una instrucción en un solo ciclo de reloj.

Para la fabricación del chip, el equipo de investigación utilizó la tecnología de semiconductores flexibles de óxido de indio, galio y zinc (IGZO). Los lectores estarán familiarizados con el IZGO por su uso en la fabricación de paneles para monitores. Se trata de una tecnología fiable y consolidada, y las obleas pueden flexionarse en curvas con un radio de milímetros sin que se produzcan efectos negativos.

Un procesador FlexiCore de 4 bits de muestra tiene un tamaño de 5,6 mm y contiene 2.104 dispositivos semiconductores, similares a una CPU Intel 4004 clásica. Si antes mencionamos el prototipo PlasticArm que utiliza la arquitectura Arm M0, el Flexicore utiliza menos del 4% de dispositivos semiconductores. El rendimiento por oblea de fabricación superó el 80% y los investigadores calculan que la producción de un chip Flexicore costaría menos de un céntimo. Los rendimientos de los diseños de 8 bits no fueron lo suficientemente buenos como para romper la barrera de un céntimo en este momento.

Todavía queda trabajo por hacer, y los investigadores ya han intentado optimizar el diseño de Flexicore para diferentes procesos y cargas de trabajo con cierto éxito. Será interesante leer cómo afecta la flexión de los chips al rendimiento y la durabilidad de estas cosas.


Por Netón

Apasionado de la tecnología, el hardware y los videojuegos. Capitán del pequeño barco que es El Refugio 101.