En el sector aeroespacial, la economía de los recursos disponible es de vital importancia. Cada gramo, cada vatio y cada euro importan. De ahí que la tecnología que se diseña para misiones espaciales, tripuladas o no, tienen que ser óptimas para hacer mucho y consumir poco. De ahí que Trikarenos, un chip especialmente diseñado para misiones espaciales, esté basado en la arquitectura RISC-V de licencia libre.
Hablar de este chip tiene varias aristas a tener en cuenta. Primero, que apuesta por la arquitectura RISC-V de licencia libre, a diferencia de otras arquitecturas propietarias que requieren pagar una licencia para usarlas. En segundo lugar, porque este chip ha sido diseñado en Suiza. Y, en tercer lugar, porque todos los avances que hacen los científicos e ingenieros para la exploración espacial, tarde o temprano llega a nosotros.
Trikarenos ha sido desarrollado en la universidad pública ETH Zurich de Suiza. Y se trata de un microcontrolador basado en RISC-V que puede operar en condiciones tan difíciles como las que se dan en el espacio. En concreto, temperaturas bajo cero y altos niveles de radiación. Además, tiene la particularidad de estar diseñado para operar en nanosatélites de pequeñas dimensiones.
Tecnología para funcionar en el espacio
La carta de presentación de este chip no puede ser más prometedora. Para empezar, puede soportar perturbaciones inducidas por la radiación, que son cambios en el estado de un dispositivo microelectrónico causados por una sola partícula ionizante. Además, su rendimiento es comparable al de otros chips espaciales tradicionales. Eso sí, consumiendo mucha menos energía. Algo indispensable si hablamos de nanosatélites. En concreto, su rendimiento equivale al de un chip RAD750 PowerPC, empleado durante dos décadas por las principales agencias espaciales.
Trikarenos resuelve las inclemencias espaciales de una manera más óptima y económica que otros chips por el estilo, basados en nodos de menor densidad y replicación extensiva. Esto encarece el dispositivo y reduce su eficacia y eficiencia. Algo que este chip resuelve gracias a su diseño y a las tecnologías en las que se basa. La mayoría de licencia libre. Lo que da a sus desarrolladores más libertad para aportar cambios y mejoras al diseño o arquitectura original.
El chip está basado en arquitectura RISC-V de 32 bits combinada con arquitectura de microcontrolador PULPissimo. Ambas tecnologías de licencia libre. Por lo demás, consta de un nodo de 28 nanómetros fabricado con tecnología de TSMC. Cada núcleo del chip Trikarenos alcanza velocidades de 270 MHz. Y viene respaldado por ocho bancos de memoria SRAM, cada uno de 256 KB. Los tres núcleos resultantes operan de manera simultánea realizando la misma operación.
Además, Trikarenos incorpora redundancia integrada, bancos de memoria con corrección de errores y un depurador de memoria que lee continuamente cada dirección de memoria para corregir cualquier error corregible. Por último, los tres núcleos están físicamente separados por un espacio de 20 micrómetros alrededor de cada núcleo. Todo esto ayuda a que, en caso de corrupción de datos ante una perturbación por radiación, el chip podría seguir funcionando con normalidad.
Trikarenos y la arquitectura RISC-V
La arquitectura RISC-V de hardware libre es muy reciente. El proyecto surge en 2010 en la Universidad de California, en Berkeley. Y reunió a miembros de más de 70 países para diseñar una tecnología que cualquiera pudiera aprovechar sin pagar licencias ni limitaciones empresariales o legales. En la actualidad, la sede del proyecto RISC-V está en Suiza.
Al igual que su equivalente de software libre, el hardware libre tiene las ventajas de que cualquiera puede cambiar su diseño original y adaptarlo a sus necesidades. Si el software libre ha dado pie a innumerables desarrollos, aplicaciones y servicios que hoy en día usamos a diario en nuestros dispositivos y en Internet, el hardware libre va por el mismo camino. Por ejemplo, la Unión Europea apuesta por esta arquitectura para diseñar sus propios chips. Y así dejar de depender de Estados Unidos y China, los grandes diseñadores y fabricantes de microchips.
En el ámbito espacial, RISC-V tiene también adeptos. Además de Trikarenos, existen otros proyectos similares. La NASA, sin ir más lejos, quiere reemplazar sus actuales chips RAD750 PowerPC por chips RISC-V. Esto le permitiría dejar de depender de tecnología privativa y poder desarrollar o personalizar sus propios chips. Y no solo eso. La nueva hornada de proyectos basados en RISC-V ofrece mejor rendimiento en situaciones adversas como el espacio, como hemos visto en el caso de Trikarenos.
