Un grupo de ingenieros ha logrado algo único en la industria de los semiconductores y es observar el funcionamiento interno de un procesador mientras está en marcha.
El avance, desarrollado en un laboratorio universitario de Adelaida (Australia) introduce una nueva forma de analizar chips basada en radiación de terahercios.
La clave de esta técnica está en adaptar un instrumento de laboratorio como el analizador de redes vectoriales (VNA), para que funcione en un rango mucho más alto de frecuencia del que fue diseñado.
Este dispositivo, que normalmente opera con microondas, ha sido modificado para emitir ondas en el espectro de los terahercios. Estas se dirigen hacia un microchip en funcionamiento, interactuando directamente con los transistores mientras cambian de estado.
Cada uno de estos transistores altera la señal que rebota de vuelta, generando pequeñas variaciones en su amplitud y fase. Estas diferencias son captadas por el sistema y traducidas de nuevo a microondas para su análisis. El proceso permite mapear la actividad interna del procesador en tiempo real, algo que no se había conseguido con métodos eléctricos ni ópticos.
Para lograrlo, los investigadores tuvieron que recurrir a un receptor poco habitual en este campo como es un detector de cuadratura homodina. Este componente es capaz de distinguir diferencias extremadamente sutiles entre señales, algo imprescindible cuando se trabaja con ondas de mayor tamaño que los propios transistores.
Por primera vez, los fabricantes podrían analizar el comportamiento de los chips a nivel de transistor sin recurrir a técnicas invasivas, lo que facilitaría la detección de fallos, la validación de diseños y la mejora de los procesos de fabricación de futuras CPU.
Sin embargo, todavía existen desafíos importantes. En arquitecturas complejas, como los chips apilados en 3D, las capas superiores pueden impedir que la radiación identifique con precisión qué parte del chip está siendo analizada.
Más allá del ámbito industrial, también surgen dudas en materia de seguridad. Esta capacidad de observar procesos internos en tiempo real podría ser aprovechada para espiar cálculos dentro de un procesador, ya que los datos deben descifrarse antes de ser procesados.
Este avance supone un primer paso hacia una nueva generación de herramientas capaces de “ver” dentro del silicio en pleno funcionamiento.
