Revolucionario: Los transistores de grafeno multiplicarán por 1000 la capacidad de cómputo


Diario TI – 23/08/17 – Revolucionario: Los transistores de grafeno multiplicarán por 1000 la capacidad de cómputo

grafenoUn nuevo proyecto de investigación científica concluye que el desarrollo de computadoras basadas en grafeno incrementará el desempeño de dispositivos en 1000%, junto con reducir los costos debido a las propiedades de este material.

El grafeno fue descubierto en 2004, oportunidad en que investigadores de todo el mundo comenzaron a estudiar las propiedades de este material y la forma de utilizarlo en productos tecnológicos. Las investigaciones han permitido concluir que el grafeno tiene propiedades de conducción de electricidad considerablemente superiores al cobre. Asimismo, supera al silicio, especialmente en cuanto a capacidad de transmisión de datos. Ambas características justifican, en sí, el desarrollo de componentes y tecnologías basadas en el grafeno.

Sin embargo, el grafeno podría tener un impacto adicional hasta ahora no previsto. Investigadores de cuatro universidades estadounidenses han descubierto la forma de utilizar el grafeno en transistores. El proyecto es explicado en un artículo publicado en Nature Communications, cuya conclusión es que los transistores basados en grafeno superarán a los de silicio por amplio margen.

La velocidad alcanzada por los microprocesadores de silicio no ha avanzado considerablemente desde 2005, por lo que la mayor capacidad de cálculo sólo ha sido posible incrementando el número de transistores colocados en cada sistema. La explicación está en la física; es decir, la velocidad a la que las señales, y la corriente eléctrica, pueden ser transmitidas mediante transistores de silicio es limitada. Para el caso del grafeno, en tanto, el límite es mucho mayor, lo que hace posible desarrollar computadoras mucho más potentes que, a la vez, requieran de un consumo eléctrico considerablemente inferior.

En el citado documento se hace referencia a un ensayo donde los circuitos lógicos de una barra de grafeno mejoraron la frecuencia de reloj en 1.000 veces en comparación con un circuito de silicio. Esto implica, en teoría, que un microprocesador de 4 GHz podría alcanzar velocidades de hasta 4 THz. Sorprendentemente, esta velocidad es alcanzada utilizando sólo el 1% de la electricidad requerida por transistores de silicio. Este último factor es especialmente relevante en el contexto de Internet de las cosas (IoT), al dar a los pequeños dispositivos mucha mayor funcionalidad, multiplicando a la vez el rendimiento de sus baterías.

Según Wikipedia, el grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. El grafeno es muy ligero; una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos. Entre sus propiedades destacan su flexibilidad, transparencia, alta conductividad térmica y eléctrica, elasticidad y dureza elevadas (su dureza es 200 veces mayor que la del acero, casi igual a la del diamante), menor efecto Joule (genera menor calor al conducir los electrones), menor consumo eléctrico en comparación con el silicio, etc. Todas estas características electromecánicas han resultado en el desarrollo, iniciado o proyectado, de sistemas que incorporan grafeno para su uso en pantallas, circuitos eléctricos, paneles solares, baterías y transporte de datos.

Cabe señalar que la investigación referida por Nature se encuentra en su etapa inicial, y que los investigadores no han creado un procesador de grafeno, sino una barra, o franja, de grafeno. Sin embargo, con el proyecto se ha probado el concepto y el potencial existente.

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