China desarrolla un microchip analógico mil veces más rápido que los digitales

Un reciente estudio en Nature Electronics describe un microchip analógico capaz de resolver ecuaciones matriciales con precisión comparable a los procesadores digitales, pero con una eficiencia y velocidad extraordinarias. Aunque la idea de la computación analógica no es nueva, este avance rompe varios paradigmas: demuestra que la tecnología analógica puede no solo coexistir, sino competir con los chips digitales modernos.

El estudio aborda el problema clásico de invertir una matriz (resolver ) mediante técnicas analógicas combinadas con memoria resistiva (RRAM). ¿Qué quiere decir esto? Para un modelo digital, resolver una matriz (la base de datos y cifras que los ordenadores usan para predecir el clima, entrenar una IA o procesar una imagen), es como intentar ordenar miles de piezas de un puzle: lo hacen pieza a pieza, siguiendo una secuencia rígida y precisa. Los chips analógicos, en cambio, atacan todas las piezas al mismo tiempo. Este nuevo chip combina ambas estrategias.

Primero utiliza operaciones analógicas de baja precisión, algo así como un boceto rápido del resultado: traza los contornos sin detenerse en los detalles. Después, aplica multiplicaciones de alta precisión, que afinan el dibujo y corrigen los bordes. Esa combinación de rapidez analógica y precisión digital es lo que lo hace tan eficaz.

Para almacenar y manipular la información, el chip no usa los tradicionales “unos y ceros”, sino una memoria especial llamada resistiva (RRAM). Cada una de sus diminutas celdas puede tener múltiples niveles de conductividad, como una serie de grifos que no solo se abren o cierran, sino que dejan pasar más o menos agua según la intensidad del cálculo. Esto permite mapear las operaciones matemáticas directamente sobre la materia, como si la ecuación se resolviera dentro del propio material.

Luego entra en juego un algoritmo iterativo, llamado BlockAMC, que repite el proceso varias veces hasta alcanzar una precisión altísima, equivalente a los 32 bits de los sistemas digitales más potentes, pero usando mucho menos tiempo y energía. En pruebas prácticas (como sistemas de comunicación MIMO, donde miles de señales se cruzan simultáneamente), el chip consiguió resultados comparables a los de un procesador digital… en solo dos o tres pasadas.

El resultado es sorprendente: hasta mil veces más rápido y cien veces más eficiente que los procesadores digitales convencionales. Este salto es llamativo: no es solo una curiosidad académica, sino una prueba de que el procesamiento analógico puede acercarse al dominio digital en tareas esenciales de cálculo lineal.

La relevancia de este avance aumenta si lo enmarcamos en el contexto de las restricciones tecnológicas que enfrenta China. Desde hace años, Estados Unidos ha impuesto sanciones y vetos que limitan el acceso chino a ciertos procesos de fabricación de chips avanzados, equipos de litografía extrema (EUV), y tecnologías de semiconductores de última generación.

Gracias a ello, China crea una ruta alternativa propia que le permite competir con las arquitecturas digitales más avanzadas (por ejemplo, las de litografía extrema). El microchip también cuenta con una ventaja: su eficiencia energética. En sistemas de alto rendimiento como centros de datos, redes o comunicaciones inalámbricas, la eficiencia energética es clave. Si un chip analógico puede producir resultados comparables consumiendo una fracción de la energía, se vuelve una opción atractiva, especialmente en escenarios donde el acceso a litografía avanzada es limitado.

Ningún avance tecnológico está exento de retos. En el caso de este microchip analógico, uno de los problemas es la escalabilidad. Los resultados demostrados son para matrices relativamente pequeñas (16×16 o 256 números en total, mientras que las convencionales tienen unas 512 x 512). Escalar a tamaños mucho mayores requerirá superar limitaciones físicas y ruido en los circuitos analógicos.

El estudio no dice que los chips digitales ya no tengan sentido; más bien, subraya que las arquitecturas híbridas (analógicas + digitales) pueden abrir caminos estratégicos. Es una declaración de que la innovación no está dada solo por la miniaturización digital clásica, sino también por replantear cómo computamos.