Coffee Break – El Ciudadano Digital-
Investigadores de Australia modifican un VNA para que alcance el rango de los terahercios y así poder ver el funcionamiento interno
Los procesadores o CPU son considerados el “cerebro central” de un computador o cualquier celular que tenga capacidad de cálculo. Estas CPU se encargan de interpretar y ejecutar millones de instrucciones por segundo para poder cumplir las tareas que le exiges, desde algo relativamente sencillo como abrir un archivo hasta renderizar una compleja escena en 3D. Si bien sabemos su funcionamiento teórico, hasta ahora no sabíamos que se podía ver el funcionamiento interno de un procesador, pues en un laboratorio australiano unos investigadores desarrollaron una técnica de radiación de terahercios para poder observarlo.
Los computadores, celulares o consolas no funcionan solo con un procesador, pues requieren de otros componentes que son imprescindibles y a la vez complementan a la CPU. Aquí tendríamos a la tarjeta gráfica, a la memoria RAM y a los discos duros o SSD, siendo estas las piezas clave para que todo funcione, además de una placa base donde conectar todo, claro. Esto se debe a que el procesador cumple las tareas a través de tres pasos, empezando con un “Fetch” o captación de instrucciones desde la RAM, un “Decode” o decodificación que interpreta las instrucciones y finalmente un “Execute” o ejecución de acciones para completar la tarea.
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VNA
Para que la CPU funcione necesita millones y millones de transistores y si tenías curiosidad de ver como todo funciona, resulta que en un laboratorio universitario de Adelaida han conseguido visualizarlo. Por supuesto no funcionaban las herramientas y metodologías típicas, pues había que conseguir adentrarse en el dominio de los terahercios y esto lo consiguieron modificando un analizador de redes vectoriales más conocido como VNA. Este VNA genera una señal de microondas con una frecuencia estándar, pero con la modificación han podido extender la frecuencia generando radiación de terahercios.
La onda amplificada es dirigida al chip y pueden analizar los cambios en la señal que se refleja de vuelta. Esos cambios de señal con diferentes tamaños de amplitud y fase revelan precisamente la actividad que tienen los transistores dentro del procesador en tiempo real. Tras esto vuelven a capturar la señal para convertirla de terahercios a microondas y así comprarla con la original.
En procesadores con múltiples capas como los Ryzen X3D no sería posible usar este método
Aunque el experimento funcionaba, tuvieron que usar un “receptor de cuadratura homodino“, pues era el único que pudo detectar las pequeñas diferencias entre dos frecuencias. Esto se debe a que las ondas de terahercios son más grandes que los transistores y por ello la señal de retorno es débil. Con este método se desbloquean nuevas formas de análisis y por ejemplo podríamos diagnosticar los fallos en chips sin tener que acceder a su interior. Esto, en esencia, debería mejorar el control de calidad y reparación de chips, pero claro no existe ninguna herramienta real que se fabrique a propósito para poder ver todo esto.
Por otro lado, el método empleado por los investigadores no es perfecto y en casos de procesadores más complejos como los que tienen varios chiplets y múltiples capas (Ryzen X3D) no funcionaría tan bien. Aquí las ondas no sabrían diferenciar las capas internas y se requerirían herramientas y equipos más precisos y complejos. Además, hay que mencionar que por ahora este método es más un peligro que una solución, ya que, en esencia, permite ver la actividad de un procesador lo que abriría la puerta a ciberdelincuentes y hackers que pueden llegar a descifrar los datos de la CPU con esto.
Qué es un terahercio?
El terahercio (Tera Hertz, THz) es una de las unidades de frecuencia de onda, también conocida como terahertz o terahercio. Equivale a 1,000,000,000,000 Hz y se utiliza comúnmente para representar la frecuencia de las ondas electromagnéticas.
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