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'Sangue eletrônico' promete computadores mais eficientes

'Sangue eletrônico' promete computadores mais eficientes

A IBM desenvolve uma solução para problemas criados pelas novas arquiteturas de chips eletrônicos que empilham camada sobre camada de circuitos integrados de silício. A ideia da IBM é usar líquidos no interior desses chips para garantir refrigeração e alimentação de energia. Por conta disso, o projeto vem sendo chamado de “sangue eletrônico”, dadas as semelhanças com o que acontece no interior de organismos vivos.

A IBM chama a tecnologia de 5D, fazendo alusão a cinco “dimensões”: as três dimensões físicas do chip empilhado em camadas, mais a refrigeração e a alimentação, providas pela circulação do líquido.

A noção de chamar o líquido de “sangue eletrônico” vem do raciocínio de que, atualmente, os maiores supercomputadores do mundo têm o poder de processamento semelhante ao do cérebro de um pequeno mamífero. Mas, gastam até 10 mil Watts para atingir isso. Ao observar a biologia, a IBM pretende criar uma tecnologia que permita o aumento da eficiência na computação.

Atualmente, o desenvolvimento de chips de alto desempenho, como GPUs e processadores convencionais, enfrenta limitações causadas pelo calor gerado por esses componentes em alta demanda. Soluções tecnológicas aplicadas ao longo de décadas, como controle de voltagem e designs mais compactos, não fazem mais efeito.

Calor pode ser entendido como um efeito indesejado da circulação de energia pelo chip e a sua presença significa que determinada quantidade de eletricidade não está sendo convertida em informação. Além de representar desperdício, calor em excesso compromete o funcionamento de qualquer eletrônico e pode causar até danos físicos irreversíveis.

Chips em 3D

A ideia de empilhar vários chips num só visa criar componentes mais densos, reduzir área e aumentar a eficiência energética.

Contudo, em processadores e GPUs, que tendem a funcionar em temperaturas muito altas, essa tecnologia não pode ser aplicada: um processador com múltiplos núcleos, um sobre o outro, esquentaria muito mais e os sistemas de refrigeração atuais não teriam sucesso em mantê-lo em operação de forma segura.

Isso explica porque AMD e Intel não fabricam processadores com esse tipo de conceito. E também explica porque essa arquitetura diferente é aplicada em produtos voltados para armazenamento e memória, como os 3D NAND e os HBM, usados em placas de vídeo. Chips de SSDs e de pentes de memória tendem a operar em temperaturas mais baixas, permitindo que o empilhamento não cause efeitos negativos.

Entra o sangue eletrônicos

O problema é que, no futuro, uma das saídas para processadores mais poderosos, que consigam manter o ritmo de progresso da indústria da tecnologia como um todo terão que adotar a doutrina do empilhamento.

É por isso que a IBM tem se dedicado a resolver o problema do aquecimento. Ao desenvolver um tipo de líquido, que tenha boa capacidade de troca de calor e permita a transmissão de corrente elétrica, a empresa que um dia inventou os computadores domésticos pode solucionar um grande gargalo do desenvolvimento tecnológico.

Líquido aplicado em computadores como forma de controle de temperatura já é algo comum em PCs mais parrudos. Hoje, nesses sistemas, o líquido corre distante das fontes de calor, os transistores no silício.

Num cenário em que esse líquido se torne parte do conjunto, a perspectiva de capacidade de refrigeração aumenta consideravelmente.

Energia

Circular líquido pelo interior de um chip pode ajudar a combater a temperatura, mas es as camadas de núcleos do processador são empilhadas verticalmente, pode haver problemas para se garantir que todas essas camadas recebam energia elétrica para funcionar corretamente.

Na ideia da IBM, o líquido, que já estaria circulando normalmente por todos os níveis do processador, seria o melhor agente para garantir suprimento de eletricidade para o chip.

Futuro

Ainda não há datas para que a tecnologia se torne uma realidade, mas se sabe que a IBM trabalha com a ideia já há quatro anos.

Documentos referentes à pesquisa mencionam que o sangue eletrônico tem eficiência de 80% no processo de carga e descarga da eletricidade em tensão de 1 volt. Tendo em vista que processadores atuais operam com essa voltagem, é possível que aplicações da tecnologia da IBM estejam mais próximas do que se imagina.

Fonte: Techtudo

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