La Ley de Moore se va quedando sin tiempo

Por Ricardo Ambrosig

En 1965, Gordon Moore afirmó que la tecnología tenía futuro a plazo fijo, que el número de transistores en los circuitos integrados se duplicaba cada año y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas pero en 1975, modificó su propia ley al corroborar que el ritmo bajaría, y que la capacidad de integración no se duplicaría cada 12 meses sino cada 24 meses aproximadamente. Esta progresión de crecimiento de duplicar la capacidad de los circuitos integrados cada dos años, es lo que se denomina ley de Moore. Sin embargo, en 2007 el propio Moore determinó una fecha de caducidad: “Mi ley dejará de cumplirse dentro de 10 o 15 años”, aseguró durante la conferencia en la que no obstante aclaró que una nueva tecnología vendrá a suplir a la actual. 

Y el momento está llegando.

Se trata de la historia de una muerte anunciada, y el mayor desafío que deberá enfrentar la industria durante la próxima década. Este concepto casi mágico que permitió duplicar la cantidad de transistores en un chip cada 24 meses, se está quedando sin aire. Los dos grandes titanes de la industria, Intel y AMD están teniendo serios problemas para acelerar sus CPU basadas en el silicio y los retrasos de AMD en la adopción de procesos más compactos ya eran un indicio elocuente de ello, pero ahora, apareció una especie de ‘confirmación oficial’.

La última tarjeta gráfica de Nvidia, la Titán X, posee un total de 12.000 millones de transistores. Su fabricación está basada en una construcción interna tan pequeña como 16 nanómetros para el alojamiento de lo que se denomina ‘nodo’, una suerte de ladrillo básico del chip. Los procesadores Skylake de Intel, actualmente disponibles, se encuentran en los 14 nanómetros.

Los que la llevan mejor son los dispositivos móviles. Los smartphones aún poseen una o dos generaciones de ventaja, pero tarde o temprano llegarán a niveles similares. El punto es que ya casi no se puede seguir añadiendo transistores a un chip sin hacer ciertos compromisos, entre ellos la alta temperatura. 

Una nueva etapa

La Asociación de la Industria de Semiconductores, formada por Intel, AMD y GlobalFoundries, publicó su llamada Hoja de Ruta Tecnológica Internacional, cuyo texto sugiere algo que ya era considerado como inevitable: a partir de 2021 los transistores dejarán de reducir su tamaño. 

¿Por qué 2021? Porque cualquier intento de miniaturización avanzada no tendrá sentido en lo económico para esa época. 2021 también sería el año en el que los primeros chips de 5 nanómetros lleguen al mercado, a menos que aparezca una solución diferente antes.

Esa medida, equivalente a poco menos de siete átomos da una idea de lo que se debe ‘dibujar’ en una placa de silicio tan pura y delgada que el costo de producirla la está haciendo poco rentable. De hecho, datos provenientes de Intel proponen el abandono del silicio a los 7 nanómetros, pero aún con un cambio de material del silicio a otra cosa se llegará un punto en el que el famoso ‘efecto túnel’ impondrá su autoridad. Como los electrones están tan cerca unos de otros, comienzan a tener interacciones atómicas extrañas entre las que se puede mencionar el popular ‘salto cuántico’.

La detención del proceso de miniaturización no significa necesariamente una pausa para la cantidad de transistores presentes en un chip. El fabricante de turno puede, en teoría, incrementar la superficie de sus procesadores, explorar diseños tridimensionales, o -por qué no- regresar al concepto de módulos dedicados y especializados. Por otro lado, sería un error ignorar el potencial de la denominada ‘computación heterogénea’ donde se usa más de un tipo procesador. Estos son sistemas que ganan en rendimiento no por sumar el mismo tipo de procesadores, sino por añadir distintos incorporando capacidades especializadas para realizar tareas particulares, al que muchas compañías ya estudian de cerca. Tal vez el soporte de vida para la Ley de Moore se extienda media década más, sin embargo, los tiempos se van acortando.

Datos curiosos

•             El Intel 4004, el primer microprocesador de la marca, tenía 2.300 transistores. Los actuales superan la cantidad de 1.000 millones.

•             Comparado con el Intel 4004, los actuales procesadores de 14 Nanómetros ofrecen un rendimiento 3.500 veces superior, una eficiencia 90.000 veces mejor y una reducción del costo de producción de 1/60000.

•             Si la eficiencia de combustible en los automóviles hubiera mejorado al ritmo de la Ley de Moore, un tanque lleno con 42 litros de nafta alcanzaría para todo lo que conduce un ser humano en promedio durante toda su vida.

•             Si el precio de las propiedades hubiese caído al ritmo de la Ley de Moore un departamento de dos ambientes en Nueva York costaría un poco menos de lo que hoy vale una computadora de escritorio.

•             Si un teléfono Android hubiese sido fabricado con la tecnología de 1971, sólo el microprocesador tendría el tamaño de la plaza 25 de Mayo.

•             El viaje a la Luna en 1969 duró tres días. Si la Ley de Moore se aplicara a los viajes espaciales, esa misma experiencia conllevaría apenas un minuto.