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50 años de la Ley de Moore

04/24/2015

Wizdoc [Icon By Buuf]  Reflexiones.

Para el 2020, la mayoría de las computadoras personales poseerán la potencia de cálculo de un cerebro humano. Esto no quiere decir que sean cerebros; sólo significa que en términos de procesamiento en bruto, éstos pueden procesar los bits tan rápido como un cerebro humano. Entonces la interrogante sería, ¿qué tan lejano se encuentra el desarrollo de una máquina tan inteligente como nosotros?

Seth Shostak (n. 1943), físico y astrónomo estadounidense, Astrónomo Senior del Instituto SETI (organización dedicada a la búsqueda de vida extraterrestre).

El 19 de abril de 1965, el ingeniero químico y cofundador de Intel, Gordon Moore, publicó en la revista especializada Electronics un artículo de apenas cuatro cuartillas, denominado “Atiborrando más componentes en circuitos integrados” (Título original en inglés: Cramming more components onto integrated circuits). En éste, mediante algunas gráficas, una tira cómica y algunas reflexiones, el autor definió la que ahora conocemos como la Ley de Moore, que predica: aproximadamente cada dos años se duplica el número de transistores en un circuito integrado. Lo interesante de dicha “ley” – que más bien es una observación empírica, pero por el bien del argumento, dejémoslo así – es que ésta fue enunciada cuando la manufactura de los microprocesadores todavía estaba en pañales, y casi diez años antes de que surgieran las primeras computadoras personales.

A cincuenta años de su publicación, algunas estimaciones atribuyen a la Ley de Moore hasta un 40 por ciento del crecimiento en la productividad mundial durante las últimas dos décadas, debido principalmente a la explosión de las tecnologías de la información y las telecomunicaciones; ambas hechas posibles gracias a las mejoras en el desempeño de los semiconductores y por supuesto, una disminución en los costos del hardware por hasta 35 por ciento año con año.

Es así como este pequeño artículo ha definido a la industria de los microprocesadores por casi medio siglo, pues desde la década de los 1970 todos los proveedores de semiconductores – Intel, ATI Technologies, Samsung, AMD – se han impuesto esta meta como parte de su objetivo de negocios: comenzando en 1974 con el humilde procesador Intel 8088, el cual poseía 29,000 transistores mediante un proceso de tres micrómetros (tres milésimas de milímetro por transistor) y alcanzando una velocidad de 4.77 MHz, ahora contamos con el Intel Broadwell, liberado a finales de 2014 y el cual posee 1,900 millones de transistores mediante un proceso de 14 nanómetros (catorce millonésimas de milímetro por transistor), operando a una velocidad de 3.1 GHz y consumiendo apenas 28 watts.

Si la Ley de Moore se conserva, para el 2020 existirán procesadores con una densidad de 15,000 millones de transistores en un proceso de tan sólo 5 nanómetros; a mediados del 2026, finalmente llegaremos al límite teórico impuesto por las leyes de la física: un transistor tendrá la misma longitud de un átomo, por lo que para continuar con la tendencia, se tendrá que echar mano de otros procesos derivados de la nanotecnología, así como materiales basados en el carbono como el grafeno, resultando en la obsolescencia de los semiconductores basados en el silicio. Por ejemplo, desde hace un par de años IBM ha estado llevando a cabo experimentos con nanotubos de carbono, “mejorando la eficiencia energética por más de un orden de magnitud”:

Pic: Carbon nanotube transistors (CNT) arranged as a neuron circuit. Close up of CNT.

Los nanotubos de carbono de pared simple (Single-Walled Carbon Nanotube – SWNT) han atraído la atención de los científicos hacia diversas aplicaciones, incluyendo transistores de efecto de campo (FET), memoria no volátil, circuitos lógicos, biosensores y sinapsis biomiméticas debido a su tamaño nanoescalar y propiedades electrónicas. (Fuente de imagen y pie de página: iopscience.iop.org)

Es precisamente aquí donde radica la relevancia de la Ley de Moore: no importa cuántas veces han dicho que está a punto de finalizar, siempre existirá alguna nueva tecnología o descubrimiento científico que puede darle continuidad. Y esto ha permitido alcanzar algunos de los avances tecnológicos más importantes de esta generación, incluyendo la computadora personal, el surgimiento de la Internet, los videojuegos y la tecnología móvil, así como otras “leyes” igualmente fantásticas, como la densidad de memoria, capacidad de red, transmisión de datos u operaciones por joule de energía disipada.

Sin embargo, si bien tecnológicamente hablando esta tendencia puede seguir su curso por algunos años o décadas más, existe también la posibilidad de que los costes se disparen debido al salto tecnológico que implican mayores densidades de procesamiento: el principal reto al que se enfrentan los fabricantes de semiconductores hoy en día consiste en mantener costos bajos y un margen aceptable. Empero, incluso si la Ley de Moore se detiene por completo, es muy probable que los procesadores se conviertan en commodities, dejando a otros elementos como el sistema operativo o las aplicaciones como los mayores diferenciadores. Aunque esto definitivamente golpearía a la industria, ésta no sería aniquilada, pues así como los precios de los microprocesadores tenderían a la baja, los costos de investigación y desarrollo tenderían a bajar igualmente. La solución sería convertirse en fabless, consolidarse o integrarse verticalmente con otros proveedores.

¿Qué veremos en los próximos años? pronto tendremos más wearables como el Apple Watch; dispositivos de realidad aumentada y realidad virtual como Google Glass y Oculus Rift; tablets hechas exclusivamente para el funcionamiento de videojuegos como el Razer Edge; la próxima generación de dispositivos de impresión 3D, computadoras al alcance de todos y un sinfín de dispositivos y sus aplicaciones que hasta hace poco, nos habrían parecido como ideas salidas de la ciencia ficción. Incluso si nunca llegamos al ascenso a la trascendencia, es muy probable que la Ley de Moore y sus beneficios se sigan dando – y puedan ser disfrutados – durante muchos años más. Indudablemente, lo mejor está por venir.

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