Curiosidades de los procesadores de 32nm

Estos días Intel Corp. dio a conocer algunos datos curiosos sobre los procesadores y la tecnología de 32 nanómetros que se utiliza en ellos, sin duda alguna todo mundo ha oído hablar del “corazón” de las computadoras personales y la importancia que tiene el procesador que no es otra cosa, más que una barra de silicio que en su interior están impresos millones de componentes y transistores, actualmente la unidad de medida de estos diminutos dispositivos son los nanómetros; a continuación todas las curiosidades de los procesadores de 32 nanómetros que Intel nos hizo llegar.
El nanómetro es una unidad de medida usada para cosas muy, pero muy pequeñas. Para entender cuán pequeño es un nanómetro, tome una regla y haga un trazo de 1 centímetro. Ahora divida el trazo en 1 millón de partes iguales y cada parte tendrá un nanómetro de longitud.
El transistor original fabricado por Bell Labs en 1947 era lo suficientemente grande como para ser montado a mano. En contraste, más de 60 millones de transistores de 32 nm cabrían en la cabeza de un alfiler.
A final de cuentas, contando todas las nuevas tecnologías desarrolladas por Intel, la familia totalmente nueva de procesadores Intel® Core™ es 4,767 veces más rápida que el primer procesador de Intel, el Intel 4004.
Eso significa que, si no fuese por los esfuerzos incansables de los científicos de Intel para disminuir el tamaño de los transistores, un Smartphone necesitaría ser del tamaño de una nevera para realizar todas sus funciones.
Un transistor de 32 nm contiene puertas que son tan pequeñas que se podrían encajar 3,000 de ellas en la anchura de un pelo humano.
Gordon Moore, uno de los fundadores de Intel, publicó en 1965 un estudio en el que preveía un ritmo acelerado en la evolución de los transistores. Según él, el número de transistores en un circuito se doblaría cada dos años. Esta previsión se hizo famosa con el nombre de “Ley de Moore” y continúa siendo válida hasta los días de hoy.
Un único transistor de 32 nm puede encenderse y apagarse más de 300 mil millones de veces por segundo. Usted tardaría cerca de 4,000 años en encender y apagar un interruptor el mismo número de veces.[3]
Si el ritmo de la innovación en los viajes espaciales se hubiese incrementado al ritmo de la Ley de Moore desde 1971, ahora usted sería capaz de viajar a la velocidad de la luz, a 300 mil kilómetros por segundo, y probablemente estaría leyendo esto desde algún campamento de vacaciones en una de las lunas de Saturno.
El precio por transistor en un chip ha bajado espectacularmente desde la fundación de Intel, en 1968. Algunas personas estiman que el precio de un transistor es ahora aproximadamente el mismo que el de un caracter en un periódico impreso.
Los procesadores, con toda su importancia para la vida moderna, se fabrican a partir de una materia prima básica muy abundante: un material semiconductor llamado silicio. Se trata del octavo elemento químico más común en el universo y el segundo más común en la superficie terrestre, después del oxígeno.
El proceso de fabricación comprende cristales ultra puros de silicio, que se graban a través de un proceso fotoquímico. Con el uso de elementos químicos que reaccionan a la luz y lentes súper sensibles, los científicos de Intel son capaces de construir transistores cada vez más pequeños y más eficientes.
Es decir, el ambiente en el que se fabrican los procesadores es… ¡10 mil veces más limpio que un quirófano y más de 3 millones de veces más limpio que la sala de su casa!
Para mantener el altísimo grado de limpieza dentro de uno de los laboratorios de Intel, todo el aire dentro de las salas se filtra cerca de diez veces por minuto.
Todo dentro de una sala limpia (maquinaria, herramientas, e incluso la ropa de los trabajadores) se fabrica mediante procesos especiales, de forma que desprenda la menor cantidad posible de partículas contaminantes al aire. Son los materiales más “antisuciedad” existentes.
Si usted tuviese que entrar en una de esas salas limpias, necesitaría usar un traje especial, conocido como “bunny suit”. El procedimiento para vestir el “bunny suit” y entrar en la sala blanca se compone de más de 40 pasos distintos, que deben seguirse a cabalidad.
Si usted tuviese que vestir un “bunny suit”, tardaría probablemente entre treinta y cuarenta minutos hasta completar el proceso. Las personas que trabajan diariamente en las fábricas de Intel consiguen completar la preparación en menos de 10 minutos.
Un nanómetro es tan pequeño que se necesitan mil millones de ellos para completar un metro. Mil millones es un número enorme. Una pila de mil millones de hojas de papel tendría 100 km. de altura. Si usted pudiese dar mil millones de pasos, andaría alrededor de la tierra 20 veces.
El primer procesador que Intel lanzó, en 1971, funcionaba con una frecuencia de 108 Khz y poseía 2,300 transistores. Cada uno de ellos medía 10 micrómetros (un millonésimo de un metro). En comparación, el nuevo procesador Core i5-661 funciona con una frecuencia de 3.33 GHz y posee 559 millones de transistores de 32 nanómetros.
Es decir: los procesadores hoy poseen 243 mil veces más transistores, que a su vez son 312 veces más pequeños y funcionan con una frecuencia 30 mil veces superior. Nada mal para menos de 40 años de evolución, ¿no?
Más de 4 millones de transistores de 32 nm cabrían en el punto final de esta frase.
El virus de la gripe mide cerca de 100 nm. Sería posible colocar 3 transistores de 32 nanómetros dentro de un único virus.
Si una casa convencional hubiese disminuido de tamaño de la misma forma que lo han hecho los transistores, usted no conseguiría verla sin un microscopio. Para observar un objeto de 32 nm a simple vista, usted tendría que aumentar un chip a un tamaño mayor que el de una casa.
Los transistores del procesador Intel® Core™ i5 actúan como interruptores, controlando el flujo de electrones dentro de un microchip. En conjunto, se encienden y se apagan más de un billón de veces por segundo.
Intel ha fabricado más de 200 millones de CPUs usando transistores high-k/metal-gate, del tipo usado en los procesadores de 32 nm, desde que la tecnología entró en producción en noviembre de 2007. Esto se traduce en más de 50.0002000.0001000.000 (cincuenta mil billones) de transistores, o lo equivalente a más de 7 millones de transistores por ser humano en el planeta.
Si Usain Bolt, el “Hombre Más Rápido del Mundo”, corriese la prueba de los 100 metros planos dando zancadas de 32 nm, tendría que dar aproximadamente 3,125 millones de pasos para completar la prueba.
El proceso tecnológico de Intel usa una altura de puerta de 0.9 nm. Una media pieza de papel tiene el espesor de 0.1 mm. Habría que apilar 111,111 puertas para igualar el espesor de una única hoja de papel.
Comparado con el primer microprocesador de Intel, el 4004, lanzado en 1971, cada transistor en una CPU de 32 nm usa 4 mil veces menos energía. El precio por transistor disminuyó cerca de 100 mil veces.
Como resultado, los procesadores Intel están saliendo de las computadoras y pasando a integrar todo tipo de dispositivos conectados. En breve, todos sus equipos con acceso a Internet, como su televisor, su vehículo, su teléfono móvil y demás contarán con esta increíble tecnología. Para 2015 serán más de 15 mil millones de dispositivos conectados en todo el mundo.
Cuando usted fabrica alguna cosa a escala nanométrica, como es el caso de los chips de Intel, una particula de polvo sobre su chip equivaldría a arrojar una montaña sobre la construcción de una casa. Debido a eso, las salas donde Intel fabrica sus chips están entre los ambientes más limpios del planeta.
Un ambiente urbano “convencional”, por ejemplo, posee más de 35 millones de partículas, entre polvo, microbios y vapores, por cada metro cúbico de aire. Un quirófano de un hospital posee cerca de 100 mil partículas extrañas por metro cúbico de aire. Las salas blancas (también conocidas como salas limpias o “clean rooms”) en las fábricas de Intel, sin embargo, poseen apenas… ¡10 partículas extrañas por metro cúbico de aire!
Aunque los transistores de 32 nm sean increíblemente pequeños y eficientes, la evolución continúa. Intel ya presentó transistores funcionales con un tamaño de 22 nm.
Todo eso es tan sólo el comienzo. Usted puede embarcarse con Intel en la “máquina del tiempo” y descubrir cómo será el futuro del entretenimiento, de las comunicaciones, de la salud, del transporte, de la vivienda y del medio ambiente.