La UPC lidera un proyecto europeo para diseñar la memoria de los computadores del futuro. Romero Loren. C.I: 18.762.881

La UPC lidera un proyecto europeo para diseñar la memoria de los computadores del futuro
Universitat Politècnica de Catalunya

La Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) lidera un proyecto europeo para diseñar la memoria de los computadores del futuro. La iniciativa, denominada Terascale Reliable Adaptive Memory Systems (TRAMS), es un proyecto de investigación colaborativa tipo FET (Future Emerging Technologies) aprobado por la Comisión Europea, dentro del séptimo Programa marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico.

Se espera que en la próxima década, como resultado de la continua miniaturización de los transistores y la consecuente mejora de prestaciones, tal como describe la Ley de Moore (Gordon Moore, fundador de Intel Corporation), un solo chip pueda realizar billones de operaciones por segundo y que permita un flujo de varios billones de bytes por segundo. Estas impresionantes capacidades de computación transformarán no sólo el flujo de proceso de los grandes centros de datos y servicios de computación, sino también la potencia de consumo y la capacidad funcional de los computadores personales, los dispositivos de comunicación, así como todos los productos electrónicos de ocio y de aplicaciones domésticas.

Sin embargo, los dispositivos transistor de tamaño nanométrico que incorporarán los nuevos procesadores informáticos serán muy susceptibles de defectos y fallos de fabricación, manifestarán una variabilidad de parámetros sin precedentes y, en general, ofrecerán una baja fiabilidad de funcionamiento. El proyecto TRAMS quiere ser un puente para garantizar sistemas de computación fiables, eficientes en cuanto a consumo energético y avanzados en cuanto a sus prestaciones de computación. Se investigarán nuevos sistemas de memoria para los procesadores de escala nanométrica y con capacidad de teraflops (es decir, con capacidad para realizar billones de operaciones por segundo).

Garantizar las tecnologías avanzadas:

El proyecto está orientado a investigar, pues, la tecnología de dispositivos, transistores, circuitos y sistemas integrados de última generación, es decir, los sistemas que la International Roadmap for Semiconductors(ITRS) incluye como desafíos tecnológicos, así como las nuevas tecnologías que posiblemente le sucedan.
El punto de partida serán las últimas tecnologías CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), que son las más utilizadas en la fabricación de circuitos integrados en la mayoría de productos electrónicos. El proyecto incluye el estudio de las nuevas generaciones de chips de tamaños de transistor inferiores a 16 nanómetros (nm) —los actuales son de 32 nm—, y también arquitecturas con dispositivos avanzados (multi-puerta, es decir, controlados desde dos o más electrodos diferentes); asimismo, también se estudiarán los nuevos materiales para puerta y canal que se están diseñando con escalas inferiores a los 10nm (pueden alcanzar los 6 nm).
Por otra parte, en el proyecto también se analizarán las tecnologías emergentes , como los transistores mediante nanohilos, los dispositivos cuánticos, los nanotubos de carbono, el grafeno o la electrónica molecular, que, según se prevé, podrán alcanzar dimensiones inferiores a los 5nm.
Todo este conjunto de nueva tecnología promete un incremento de la densidad de integración de componentes, así como de las prestaciones y funcionalidades, centenas de veces superior a las actuales. Sin embargo, también se espera una dramática reducción de la calidad y fiabilidad de los componentes a esa escala, intensos efectos de degradación, una severa reducción de la relación señal a ruido y una extrema variabilidad de características. Por ello, es preciso investigar en nuevas técnicas y reglas de diseño de circuitos y sistemas, con el fin de poder garantizar sistemas fiables y robustos, a pesar de la reducida calidad de los componentes. Con el fin de poder construir nanosistemas de memoria fiables y robustos, tolerantes a fallos y defectos, a un coste razonable y con reducido esfuerzo por parte del diseñador, el proyecto TRAMS estudiará estos nuevos dispositivos, definirá nuevos paradigmas de diseño e implementará principios de diseño jerarquizado.

Los participantes:

La Universitat Politècnica de Catalunya, UPC BarcelonaTech, es la institución coordinadora del proyecto. La UPC es una de las principales universidades técnicas en España. Especializada en estudios superiores e investigación en las áreas de la ingeniería, la ciencia y la arquitectura, tiene alrededor de 30.000 estudiantes de grado, unos 4.000 de postgraduado (master y doctorado) y genera unos 250 doctores cada año. La participación científica de la UPC en el proyecto TRAMS se lleva a cabo a través de dos grupos de investigación, el de Diseño de Circuitos y Sistemas Integrados de Altas Prestaciones (HIPICS) y el de Arquitectura y Compiladores (ARCO), vinculados a los departamentos de Ingeniería Electrónica y de Arquitectura de Computadores, respectivamente.

La Universidad de Glasgow (UOG) es una de las primeras 20 universidades del Reino Unido y una de las 100 primeras en el ámbito mundial. Se estableció en 1451 y tiene 1.500 estudiantes de grado y unos 4.900 estudiantes de postgrado. El grupo de Modelación de Dispositivos del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, liderado por el profesor Asen Asenov, representa a la universidad en el proyecto TRAMS.

El centro de investigación en nanotecnología IMEC (Interuniversitair Mikro-Elektronica Centrum VZW), de Bélgica, lleva a cabo investigación científica en nanotecnología reconocida a nivel mundial. El IMEC compagina su conocimiento científico con una capacidad innovadora en las tecnologías de la información y las comunicaciones, bioingeniería y energía. IMEC genera soluciones tecnológicas para las empresas relevantes. En un entorno de alta tecnología y con un elevado talento internacional colabora en generar elementos de mejora de vida y sostenibilidad. El IMEC tiene su sede central en Lovaina y otras sedes en Holanda, Taiwan, Estados Unidos, China y Japón. Cuenta con un equipo de más de 1.750 personas. En 2008, obtuvo unos ingresos de más de 270 millones de euros.

Intel es el mayor fabricante de chips del mundo y es líder en el desarrollo de productos de computación, redes y comunicaciones. El Intel Barcelona Research Centre (IBRC) es uno de los Intel Labs que la empresa tiene alrededor del mundo. Sus actividades se enfocan en la investigación en las áreas de la microarquitectura y los compiladores para los futuros microprocesadores con el objetivo de incrementar sus prestaciones reduciendo su consumo energético y coste, manteniendo la fiabilidad de los sistemas implementados. El IBRC, con sede en el Campus Nord de la UPC, tiene una extensa experiencia en el área de las microarquitecturas robustas y ha publicado numeroso artículos.