O milagre dos superchips

ETHEVALDO SIQUEIRA

O Estado de S.Paulo

A eletrônica sempre tem novidades. Hoje temos uma das melhores, leitor. Em poucos meses, a nova geração de chips ou microprocessadores de 22 nanômetros (nm) irá revolucionar o desempenho de laptops, tablets e smartphones.

Esses equipamentos serão muito mais rápidos, mais leves e mais finos. Seu consumo de energia será menos da metade dos atuais e as baterias terão carga para muito mais horas de trabalho, sem necessidade de recarregar. Os jogos eletrônicos ganharão mais velocidade, mais realismo e beleza. Os monitores de nossos notebooks e tablets terão imagens muito mais nítidas, coloridas, de alta definição. O desempenho dos servidores será mais rápido e confiável, além de economizar energia.

Essas são apenas algumas das vantagens práticas que serão proporcionadas pela nova geração de chips e transistores 3-D, anunciada pela Intel no dia 4 de maio.

A empresa apresentou a avançada arquitetura de processadores, baseada na estrutura tridimensional dos transistores 3D Tri-Gate, responsável pela introdução dos primeiros chips ou microprocessadores Ivy Bridge, os primeiros de 22 nm, que deverão dar nova vida aos aparelhos eletrônicos portáteis e fixos, desde os menores, como os handhelds, que cabem na palma da mão, até os servidores mais poderosos baseados em computação em nuvem.

A nova tecnologia de produção dos transistores 3D e chips de 22 nm equivale, segundo a Intel, ao maior salto da microeletrônica nos últimos 50 anos, uma inovação revolucionária na história dos microprocessadores.

Imagine o grau de complexidade de um desses microprocessadores, que abrigam cerca de 10 bilhões de transistores numa pastilha de silício do tamanho da unha de nosso polegar - reunindo 20 milhões desses transistores 3-D no pingo de uma letra "i" como esta.

O grande salto. Que significado têm os novos chips ou microprocessadores de 22 nm? Vale lembrar que um nanômetro (nm) equivale a um bilionésimo do metro ou um milionésimo do milímetro. A designação de 22 nm indica a largura do canal de circulação dos elétrons. Quanto menor for esse canal, maior será a velocidade de processamento dos chips e maior economia no consumo de energia.

Mais importante do que essa redução das dimensões do canal para 22 nm, explica a Intel, é a técnica tridimensional utilizada na fabricação dos transistores. Até aqui, a indústria de microeletrônica trabalhava com a tecnologia denominada planar, para a fabricação de transistores sobre superfícies planas ou 2-D.

Com o transistor 3-D Tri-Gate, em lugar de conexões e canais planos, a Intel criou um novo tipo de estrutura, 3-D, para o canal condutor.

A transição para os transistores 3-D Tri-Gate mantém o ritmo do avanço tecnológico, alimentando a Lei de Moore pelos anos futuros. Entre os resultados práticos mais positivos dessa nova geração, está a combinação sem precedente da melhoria do desempenho com a redução de consumo de energia.

O novo transistor. Nas palavras do presidente da empresa, Paul Otellini, "os cientistas e engenheiros da Intel reinventaram uma vez mais o transistor, utilizando desta vez a tridimensionalidade (3-D), o que é algo extraordinário, avançando de forma decisiva em novos patamares da Lei de Moore".

A chamada Lei de Moore decorre de uma previsão feita em 1965 por Gordon Moore, um dos fundadores da Intel, estimando que o número de componentes de um chip dobraria a cada 18 ou 24 meses. Essa previsão tem sido mantida praticamente há quase 50 anos, a ponto de receber o apelido de "Lei de Moore".

Para o professor João Antonio Zuffo, um dos maiores especialistas brasileiros em microeletrônica, criador do Laboratório de Sistemas Integráveis da USP, "a nova geração de chips da Intel representa, de fato, um salto tecnológico expressivo, especialmente, ao passar das técnicas planas de fabricação para as tridimensionais".

A Intel havia apresentado as características de uma nova linha de processadores, denominados Sandy Bridge, em setembro de 2010 no evento Intel Developer Forum (IDF), anunciada em janeiro do ano passado no Consumer Electronics Show, em Las Vegas.

Competição. Com o novo salto tecnológico, a Intel se capacita a entrar nas áreas de processamento gráfico, como nas comunicações móveis e de imagens tridimensionais. Com isso, a competição mundial deve tornar-se ainda mais acirrada, entre a Intel e empresas como AMD, Nvidia, ARM, Texas, IBM e Qualcomm..

Esses competidores, em breve darão o salto dos transistores 3-D. Na verdade, o mundo dispõe hoje de uma nova geração de superchips, como, por exemplo, o chip Tegra 2, da Nvidia e o Fusion, da AMD. Essa nova geração de superchips é destinada, principalmente, a aplicações mais sofisticadas de geração de gráficos, de jogos eletrônicos, de vídeo de alta definição e mobilidade em telecomunicações.

Um superchip típico é um system-on-a-chip, multinúcleo, de 32 nanômetros, que, além de outros recursos, economiza energia. Para se ter do ideia do avanço dos superchips, é bom lembrar que a unidade de processamento gráfico (GPU) do Tegra 2, da Nvidia, assegura o desempenho simultâneo de 128 processadores paralelos e tem poder computacional de 518 gigaflops (bilhões de pontos flutuantes por segundo).

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