ASIC vs FPGA: ¿cuál es la diferencia?

Un ASIC, siglas en inglés de circuito integrado de aplicación específica, es un chip cuyos circuitos se fabrican de forma permanente para una sola tarea, y nunca hará ninguna otra. Un FPGA, una matriz de puertas programable en campo, es un chip cubierto de bloques de circuito estándar cuyas conexiones se fijan cargando un archivo, así que el mismo chip puede ser un circuito hoy y otro distinto mañana. La diferencia entre ambos es el compromiso. Comprometer el diseño hace que cada chip salga más barato, más pequeño y más eficiente cuando los volúmenes son grandes; mantenerlo cambiante cuesta más por chip, pero un error de diseño se corrige cargando un archivo nuevo. Así que la elección es sobre todo una cuestión de cantidad, y el punto de cruce suele situarse entre 5.000 y 50.000 unidades.

Un ASIC, siglas en inglés de circuito integrado de aplicación específica, es un chip fabricado para que sus circuitos hagan exactamente una tarea. Un FPGA, una matriz de puertas programable en campo, es un chip ya fabricado cuyas conexiones internas se fijan después, cargando un archivo de configuración. Los dos empiezan igual, con ingenieros describiendo el circuito que quieren en un lenguaje de diseño. En el caso del ASIC, ese diseño se envía a una fábrica y se graba de forma permanente en el silicio, lo que suele costar millones de dólares antes de que exista el primer chip. En el caso del FPGA, el diseño se carga en un chip comprado ya hecho. A partir de ahí la economía se invierte. Cada ASIC fabricado cuesta una fracción de lo que cuesta un FPGA y hace su tarea con menos energía: los bloques y el cableado que mantienen cambiante a un FPGA ocupan silicio, añaden retardo y consumen. Un diseño de FPGA defectuoso se corrige cargando un archivo arreglado, a menudo el mismo día; un ASIC defectuoso significa otra tanda de fabricación, a meses vista, con los chips fallidos ya construidos. Así que la elección se reduce a volumen y certeza: pasado un punto de cruce que suele situarse entre 5.000 y 50.000 unidades, y con un diseño en el que se confía, el ASIC devuelve su coste inicial. Ninguno de los dos es un procesador. Los circuitos de una GPU son fijos pero ejecutan software cambiante, mientras que reconfigurar un FPGA cambia el circuito en sí, y el circuito de un ASIC no cambia nunca. La TPU de Google es un ASIC famoso, construido solo para la aritmética de las redes neuronales, pero la mayoría son anónimos: los chips fijos dentro de electrodomésticos, coches y móviles, fabricados por millones para una tarea cada uno.

Un ASIC es como un molde de fábrica; un FPGA es como una caja de piezas que encajan entre sí. Mecanizar el molde cuesta una fortuna, lleva meses y produce exactamente una forma. A partir de ahí, cada pieza que sale es idéntica, justo la que hace falta, y cuesta una fracción minúscula de lo que costó el molde. Si la forma resulta estar mal, hay que mecanizar otro molde. La caja de piezas funciona al revés. Sus piezas cuestan más y lo montado queda más aparatoso y más frágil, pero se desmonta esta misma noche y se rehace como otra cosa, así que un error cuesta una tarde y no otro molde. El molde es el ASIC, comprometido y barato en volumen; la caja es el FPGA, cambiante y cara por pieza; y la elección depende de cuántas necesitas y de lo seguro que estés.