Desarrollado el primer dispositivo de computación infinitesimal

En el espíritu de la visión de Feynman, y en respuesta a los desafíos que emitió como una forma de inspirar la creatividad científica y de ingeniería, ingenieros eléctricos e informáticos en la Universidad de California Santa Barbara (UCSB) han desarrollado un diseño para un dispositivo de cálculo funcional a nanoescala. El concepto implica un circuito denso, en tres dimensiones, que opera en un tipo convencional de lógica que podría, en teoría, ser embalado en un bloque no más grande que 50 nanómetros de lado.

"Se necesitan paradigmas informáticos novedosos para mantenerse al día con la demanda de dispositivos de bajo consumo más rápidos, más y más pequeños", dijo Gina Adam, investigadora postdoctoral en el Departamento de Ciencias de la Computación y autora principal del estudio, publicado en la revista Nano Research. "En un ordenador normal, el procesamiento de datos y almacenamiento de memoria están separados, lo que ralentiza el cálculo. El procesamiento de datos directo dentro de una estructura de memoria tridimensional permitiría que más datos sean almacenados y procesados mucho más rápido."

DISPOSITIVO TAMAÑO VIRUS

Aunque los esfuerzos por reducir el tamaño de los dispositivos de computación ha estado en curso desde hace décadas --de hecho, los retos de Feynman que presentó en su charla de 1959 aún no han sido alcanzados--, y el continuo desarrollo y fabricación de componentes cada vez más pequeños está haciendo que un dispositivo de computación de tamaño virus se acerque más a la realidad, dijo Dmitri Strukov, profesor de informática en la UCSB.

"Nuestra contribución es que hemos mejorado las características de esa lógica y la diseñamos para que pudiera ser construida en tres dimensiones", dijo.

La clave de este desarrollo es el uso de un sistema de lógica, llamado lógica de implicación material, combinado con elementos memristores: elementos de circuito cuya resistencia depende de las cargas y direcciones de corrientes que han fluido a través de ellos de forma más inmediata. A diferencia de la lógica convencional de la informática y la circuitería que se encuentra en nuestros ordenadores y otros dispositivos presentes, en esta forma de computación, operación lógica y almacenamiento de información ocurren simultáneamente y de forma local.

Esto reduce en gran medida la necesidad de componentes y el espacio normalmente se utiliza para realizar operaciones lógicas y para mover datos de ida y vuelta entre la operación y el almacenamiento de la memoria. El resultado del cálculo se almacena inmediatamente en un elemento de memoria, lo que impide la pérdida de datos en caso de cortes de energía, una función crítica en sistemas autónomos tales como la robótica.

Además, los investigadores reconfiguran la arquitectura tradicional de dos dimensiones del memristor en un bloque de tres dimensiones, que luego podrían ser apilados y envasados en el espacio requerido para satisfacer las exigencias del desafío de Feynman.