HardZone – ¿Qué es eso de nodo, litografía y transistor en un procesador?

Dentro del mundo de la informática hay cientos de términos y palabras que se usan a diario. Seguramente, has visto en muchas de las noticias términos como nodo, litografía o transistor, pero no sabes que significan. Vamos explicarte de una manera muy sencilla qué significan estos términos dentro de los procesadores y tarjetas gráficas, y cuál es su importancia.

Estos términos suelen aparecer cuando se habla de las diferentes familias de procesadores. Además, también se suele mencionar cuando se habla de tarjetas gráficas, concretamente de la GPU. Pero, debes saber que son parámetros comunes a cualquier producto electrónico fabricado con silicio.

Pueden aparecer estos términos en las memorias NAND Flash que se usan para los SSD o para el almacenamiento en moviles. También en los chips de memoria para la RAM, las controladoras o chipset de la placa base y, en definitiva, cualquier chip del mercado que puedas imaginar.

Tres parámetros que tienen una enorme importancia

Lo primero que debes saber es que los términos de nodo, litografía y transistor están directamente ligados. Transistor es el componente eléctrico más básico de cualquier procesador. Nodo hace referencia al tamaño del transistor. Litografía hace referencia al proceso de fabricación.

El transistor, la base de la informática

Cuando quieres entrar en el metro hay unas puertas que te lo impiden. Si quieres que se abran para poder acceder al metro, debes pasar un billete o tarjeta.

Un transistor es un semiconductor que deja pasar la corriente cuando recibe otra corriente. Vamos, que funciona muy similar a las barreras del metro. Para pasar debes introducir el billete y en un transistor, para que la corriente pase, debe haber otra corriente que lo excite y permita el paso de la corriente.

Los transistores tienen tres partes: colector, base y emisor. Para que una corriente pueda circular entre el colector y el emisor, debe existir una corriente en la base. Algo interesante que debes saber es que la corriente de la base suele ser muy pequeña, así que la corriente que circula entre el colector y el emisor siempre será mayor.

Aunque tienen diferentes modos de funcionamiento, en informatica actúan como un interruptor. Cuando la base no recibe corriente eléctrica, no permite el paso de la señal entre el colector y el emisor. Si llega una corriente a la base, entonces, deja pasar la señal entre el colector y el emisor.

De ahí que los ordenadores operen en binario (unos y ceros) ya que están formados por miles de millones de diminutos interruptores.

El nodo o tamaño del transistor

Ahora que tenemos una idea básica del funcionamiento del transistor, vamos hablar de un parámetro muy importante: el tamaño. La importancia de su tamaño reside en que cuanto más pequeños sean, mayor cantidad de estos podemos tener. Cuanta más grande es la cantidad de estos, mayor potencia cantidad de operaciones pueden realizar y, por tanto, mayor potencia.

Siempre que hablemos de nodo o tamaño de los transistores se habla de nanómetros (nm). Para que te hagas una idea 1 centímetro equivale a 10.000.000 nanómetros.

Un procesador AMD Ryzen 5000 está fabricado en el nodo de 7 nm. Estamos hablando de una fracción muy pequeña de centímetro. Lo cual permite que existen miles de millones de transistores en un espacio extremadamente reducido.

Hay algo muy importante que debes saber sobre el nodo. Antiguamente cuando se hacía referencia al tamaño o nodo de los transistores, era el grosor completo del mismo. Esa referencia se ha perdido y ahora hablamos de denominaciones comerciales, sin más.

No queda muy claro que se mide en la actualidad, aunque hay bastante consenso que nodo hace referencia al tamaño entre colector y emisor.

La litografía, el proceso de fabricación

Conocemos ya lo que es un transistor y sabemos que nodo es el tamaño del transistor. Ahora toca fabricar el transistor y a este proceso se le llama litografía o proceso litográfico.

Algo muy curioso de este proceso es que se asemeja bastante al revelado de una fotografía. Tenemos un rayo de luz que «daña» o marca el silicio y luego los productos quimicos abrasivos que se llevan el cobre «dañado» por el haz de luz.

Hay diferentes procesos de litografía, pero el más utilizado en la actualidad es la: litografía de luz ultravioleta extrema o EUV. Además, cada fundición (así es como se les denomina a las empresas que fabrican procesadores) utiliza procesos diferentes. Destacar que dichos procesos requieren de grandes y cosas máquinas que pueden costar decenas de millones de euros.

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