Hasiera »   Erreportajeak »   Neurrira egindako txipak

Chips a medida

• Zabaldu:
• Twitter
• Facebook
• Emaila

En informática, as novidades veñen una tras outra. A maioría das investigacións centráronse en facer o computador cada vez máis rápido e parece que se conseguiu. Xa se están utilizando novos compiladores paira o deseño de chips e en breve teremos entre nós a xeración futura de computadores. O deseño de hardware está a ampliarse, nesta ocasión, a través do software.

En xeral, o deseño de software pode considerarse máis sinxelo que o deseño de hardware. No 99% dos casos, a mellor solución a un problema dixital é a adquisición dun chip estándar e a redacción dun software que indique o traballo que debe realizar. Con todo, algúns científicos quixeron facer o camiño ao revés e, polo visto, conseguiron bos resultados. Co éxito deste camiño reduciríase enormemente o tempo e a cantidade de diñeiro que se emprega no deseño de chips.

Os chips tradicionais están constituídos por millóns de elementos nimiños en forma de sumidoiros e investidores. Clasificar e conectar todos eles é un traballo moi especializado, intensivo e longo. Por iso, varios grupos de investigadores quixeron perfeccionar e facilitar este labor a través de paquetes de software denominados compiladores hardware. Estes paquetes devolven a listaxe de compoñentes e conexións necesarias paira completar o chip que cumpre as súas funcións, tomando calquera programa de aplicación. A continuación, outro software toma estas listas coñecidas como Listas de Rede e convérteas en deseños concretos de chips que se poderán gravar directamente en silicio.

Sen dúbida, todo iso abre un novo camiño no deseño de chips, xa que calquera persoa que non saiba deseñar hardware poderá deseñar un chip adaptado ás súas necesidades. Ademais, estas listas de redes incrementarían a capacidade da nova xeración de chips programables que cambiarían as conexións internas en calquera momento.

Vantaxe da velocidade

Con todo, as vantaxes destes novos chips non se limitan ao simple deseño. En xeral, os traballos que pode realizar un PC normal son moi diferentes: vai do xogo ao procesador de textos pasando por un programa de deseño. As aplicacións software son ordes escritas nunha linguaxe de alto nivel, que pasan por un compilador soft que fai entender estas ordes ao computador. Por iso, durante a execución da aplicación, tómase o seu código compilado e compárase en todo momento cunha lista xeral que contén o procesador principal do PC. Si disponse do chip correspondente a cada programa, o procesador distribuiría o traballo e realizaría estas comparacións con listas máis pequenas. Isto suporía una redución do tempo de execución e, en consecuencia, una aceleración extraordinaria da velocidade.

Ademais das citadas anteriormente, esta nova vía de deseño ten a vantaxe adicional de poder preparar hardware paira procesar de forma paralela dous partes do traballo que vai realizar. Por exemplo, o tempo necesario paira unir una longa lista de números pódese dividir en dous, dividindo a lista en dúas, engadindo cada parte nun circuíto e sumando ambas.

Sen dúbida, a mellor solución sería ter chips adaptados ás necesidades de cada usuario paira aforrar tempo e, segundo parece, está a traballarse niso. A principal dificultade que atoparon até agora foi atopar un sistema sinxelo paira converter software en hardware, xa que é moi difícil crear conexións adecuadas entre compoñentes electrónicos. Hai que ter en conta que un lector, un programa normal necesita preto de 500.000 compoñentes paira funcionar correctamente.

O deseñador tradicional utiliza ferramentas con axuda de computador paira localizar e conectar diferentes compoñentes e testea os resultados mediante un software de simulación. Os compiladores de hardware, pola súa banda, modifican o proceso habitual de fabricación de chips, creando una lista de compoñentes a conectar a partir do software paira obter o equivalente de hardware.

Un paquete de simulación que utilizan os deseñadores de chips actuais (VHDL) pode facer parte deste traballo, pero xera lagoas de tempo (gap) que son difíciles de solucionar. As grandes empresas que até agora utilizaban VHDL e o software asociado (como Hewlett Packard) interesáronse por compiladores de hardware. E o porqué deste comportamento está claro: os compiladores van abaratar enormemente a produción de chips.

Conexións adecuadas

Os investigadores trataron de construír compiladores paira ser usadas. Por exemplo, un equipo da Universidade de Toronto conseguiu construír un compilador de hardware chamado Transmogrifier que compaxina aplicacións realizadas en linguaxe de programación C. É previsible que millóns de usuarios no mundo coñezan a linguaxe C —e que a súa capacidade sexa moi elevada— sexa moi vantaxosa.

Varios investigadores xa utilizaron esta técnica paira desenvolver chips a medida, como o control de módems. Outro equipo detecta o movemento de imaxe da cámara de vídeo e desenvolve o chip que segue este movemento. A velocidade é un factor determinante paira estas obrigacións: a cámara achega 25 imaxes por segundo, polo que paira presentar cada imaxe de forma individual requírese un procesamiento de datos moi rápido.

Ás portas do futuro

Como explicamos, as vantaxes son moitas e variadas, pero os compiladores hardware tamén teñen algúns inconvenientes. En xeral, os chips fabricados con este sistema son menos efectivos que os realizados en procesos manuais. Cando hai que buscar una solución a un problema, o home sabe elixir o camiño máis adecuado, pero a máquina non. Os compiladores aplican principios xerais e as solucións ofrecidas non sempre son as máis adecuadas en todas as situacións. No entanto, considérase que en breve se solucionará este problema.

Por suposto, nos nosos fogares aínda non chegou ningún mecanismo deste tipo, pero en moi pouco tempo non nos resultará tan estraño a nova combinación de hardware e software.