Dr. José Manuel Nieto Jalil
Director del Departamento Regional de Ciencias en la Región Centro-Sur Tecnológico de Monterrey Campus Puebla
Los chips y/o microprocesadores son la base de la economía digital mundial. Desde hace algunos meses existe un déficit a escala mundial en la fabricación de microprocesadores y circuitos integrados, lo que inquieta a la industria automotriz, la electrónica y la de tecnologías de la información, productos de las pérdidas millonarias que esto provocaría.
Las sanciones impuestas por Estados Unidos a Rusia y el conflicto bélico con Ucrania están afectando el suministro de este elemento. Tanto Rusia como Ucrania son exportadores clave de neón, paladio y platino, fundamentales para la producción de microchips.
Los microchips son fundamentales en el funcionamiento de nuestros teléfonos celulares, computadoras, automóviles y muchos otros productos y servicios. Estos pequeños dispositivos son los cerebros que permiten el funcionamiento de los componentes o artículos electrónicos que usamos en nuestra vida diaria.
Los microprocesadores juegan un papel fundamental en la cuarta revolución industrial en la cual nos encontramos viviendo, donde la analítica, la inteligencia artificial (IA) y el internet de las cosas (IoT) impulsan la inteligencia, la toma de decisiones y la productividad.
Lo anterior, debido a su capacidad para resolver el torrente de datos con los que dispondrán las diferentes compañías para poder dar solución a una industria del futuro.
En la actualidad el desarrollo industrial, la automatización de procesos, la exploración espacial o sencillamente nuestro celular, nuestra computadora, nuestra cámara fotográfica, nuestra impresora 3D, por sólo citar algunos, todo esto ha sido posible gracias al microprocesador, un invento que salió al mercado el 15 de noviembre de 1971, de la mano de una entonces desconocida empresa: Intel.
Su origen se remonta a 1968, cuando los estadounidenses Robert Noyce y Gordon Moore que trabajaban para Fairchild Semiconductor Company, renunciaron y crearon su propia empresa cuyo nombre decidieron Intel, versión abreviada de Integrated Electronics.
Robert Noyce usualmente es apodado El Alcalde de Silicon Valley por haber dado ese nombre a la zona sur del área de la Bahía de San Francisco, en el norte de California y que hoy por hoy sigue siendo el centro líder para la innovación y desarrollo de alta tecnología de Estados Unidos. Adicionalmente, se le ha considerado un modelo para varias generaciones de emprendedores.
Por su parte, Gordon Earl Moore es autor de la Ley de Moore, publicada en un artículo del 19 de abril de 1965 en la revista Electronics, que expresa que aproximadamente cada dos años se duplica el número de transistores en un microprocesador.
Robert Noyce y Gordon Moore tuvieron la oportunidad, a finales de 1969, de negociar con la compañía japonesa Busicom, que le solicitó el diseño de un conector de 12 microchips para una nueva línea de calculadoras electrónicas programables.
Cada uno de los chips, que requería la compañía japonesa Busicom, debería de tener una función distinta: uno efectuaría los cálculos; otro controlaría el teclado y otro mostraría los dígitos en la pantalla. Se trataba de una tarea muy compleja y delicada y sobre todo por el hecho de que algunos de los circuitos integrados contenían más de 5 mil transistores y todos ellos debían de encajar con absoluta precisión dentro del dispositivo de la calculadora.
En realidad, la empresa Intel –formada por 12 científicos que funcionaban en un pequeño local alquilado en Mountain en aquel entonces– no tenía la mano de obra necesaria para el trabajo, pero sí la capacidad intelectual para encontrar una solución.
El ingeniero eléctrico y físico Federico Faggin, científico de Intel, encabezó el equipo encargado del diseño junto con científicos de Intel Ted Hoff y Stanley Mazor. El equipo adoptó un criterio completamente diferente: en vez de tratar de incorporar a la calculadora una docena de chips especializados, decidió crear un solo chip con diferentes funcionalidades. En realidad, este nuevo dispositivo sería una unidad de procesamiento central, pero pudiendo realizar funciones diferentes, por los requerimientos necesarios para el aparato donde fuera a ser instalado.
Nueve meses después, en 1971, nació una revolución: el primer microprocesador del mundo, el 4004, con CPU de 4 bits, con registro de comandos, decodificador, control de decodificación, monitoreo de control de comandos de máquina y registro provisional y con dimensiones de 3 milímetros de ancho por 4 de largo y que constaba de 2 mil 300 transistores MOS (semiconductores de óxido metálico).
El chip bebé tenía tanta potencia como el ENIAC (acrónimo de Electronic Numerical Integrator And Computer), que ocupaba una superficie de 167 metros cuadrados, pesaba 27 toneladas, medía 2.4 metros de altura y contaba con 70 mil resistencias, 17 mil 468 tubos de vacío, 10 mil condensadores, 7 mil 200 diodos de cristal, mil 500 relés y cinco millones de soldaduras.
Este primer procesador dio origen a la informática tal y como la conocemos hoy en día, con características increíbles para la época, como la capacidad de realizar 60 mil operaciones por segundo y capacidad para manejar hasta 640 bytes de memoria.
Durante los años 1971 y 1972, Intel anunció el microprocesador 8008, una versión más evolucionada del microprocesador anterior para mejorar sus capacidades.
Este modelo logró multiplicar por dos el número de transistores de su predecesor para alcanzar los 3 mil 500 transistores.
Podría procesar nada menos que 200 mil operaciones por segundo y fue el primero diseñado para uso general. Las grandes capacidades de este chip hicieron que Intel lograra vender decenas de miles de unidades en pocos meses, dando la posibilidad a muchos usuarios pudieran tener su propia computadora.
A partir de ahí se inició una feroz carrera para ofrecer procesadores cada vez más potentes y con un consumo de energía igual o inferior.
La clave de todo este proceso ha sido el silicio, un material muy especial que deja pasar o no al corriente en función de varias variables. También los procesos de fabricación han ido avanzando sin parar, haciendo que los circuitos integrados dentro de los procesadores sean cada vez más pequeños, lo que permite integrar una mayor cantidad en un mismo espacio.
Los microprocesadores modernos de hoy en día todavía se basan en diseños muy similares, por lo que el microprocesador sigue siendo el producto producido en masa más complejo hasta la fecha, con más de 114 mil millones de transistores que realizan cientos de millones de cálculos por segundo, números que a lo mejor quedarán obsoletos en los próximos años, ya que se estima que para el 2025 la cantidad de datos digitales generados a nivel mundial alcanzará los 175 zettabytes, es decir, 175 y veintiún ceros.
