¿Qué es la ley de Moore?

Si ha estado en Internet por más tiempo que Jayden Smith, probablemente esté familiarizado con la Ley de Moore. A menudo se cita incorrectamente, a menudo se malinterpreta, pero rara vez se cuestiona su estado de 'ley'. La forma más general posible de enunciar la Ley de Moore es la siguiente: la potencia informática tiende a duplicarse aproximadamente cada dos años. Ganó notoriedad porque a la gente le gustan las leyes que les permiten predecir el futuro de una de las industrias más grandes del mundo, pero la base física de este principio significa que es ligeramente diferente, y menos confiable, de lo que mucha gente cree.



Aunque no le dio ese nombre, la Ley de Moore fue propuesta por primera vez en un artículo de revista por el cofundador de Intel, Gordon E. Moore. Que es Realmente dice es que la cantidad de transistores que se pueden empaquetar en una unidad de espacio dada se duplicará aproximadamente cada dos años. Esa predicción se ha mantenido impresionantemente cierta, un hecho que ha permitido todo, desde teléfonos inteligentes de bolsillo hasta Crysis 3, y la continua informatización de la economía.

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Escala de la ley de Moore



Sin embargo, planteada como una precaución sobre las habilidades humanas en la fabricación física y divorciada de ideas bastante aireadas como la 'potencia informática', queda claro por qué la Ley de Moore no siempre será necesariamente cierta. Recuerde que cuando Moore hizo su predicción original, predijo una duplicación cada año, pero rápidamente lo enmendó a cada dos años. Las limitaciones físicas en la fabricación de estos chips podrían fácilmente hacer retroceder ese número a cinco años o más, invalidando efectivamente la Ley de Moore para siempre y revelando que no es más que la predicción muy buena pero en última instancia limitada de Moore (MVGBULP).

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Gordon Moore, cofundador de Intel.

Hoy, todo consumidor los procesadores están hechos de silicona - el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno. Pero el silicio no es un conductor perfecto, y los límites a la movilidad de los electrones que transporta imponen un límite estricto sobre la densidad de transistores de silicio. El consumo de energía no solo es un gran problema, sino que un efecto llamado túnel cuántico puede causar problemas para mantener los electrones contenidos más allá de un cierto umbral de espesor.



Fuera de las instalaciones de investigación, los transistores de silicio actualmente no son más pequeños que 14 nanómetros, y aunque algunos diseños de chips de 10 nanómetros podrían llegar algún día al mercado, se considera una conclusión inevitable que para cumplir con la Ley de Moore durante un largo período de tiempo, Tendremos que idear materiales mejores y más nuevos para que sean la base de las computadoras de próxima generación.

Un ejemplo frecuentemente citado es el grafeno, o los tubos enrollados de grafeno llamados nanotubos de carbono. El grafeno es 'atómicamente delgado', a menudo llamado bidimensional, por lo que permite un gran aumento en el lado físico de las cosas. Por otro lado, el grafeno no tiene una banda prohibida útil: la diferencia de energía que necesitamos para navegar para mover electrones hacia adelante y hacia atrás entre las bandas conductoras y no conductoras. Así es como se encienden y apagan los transistores de silicio, que es la base completa de su método de cálculo.

Si este problema no se puede compensar de alguna manera, una computadora de grafeno tendría que ser pionera en un método lógico completamente nuevo para la computación. Un chip de computadora de grafeno de IBM demostró ser increíblemente rápido, 10,000 veces más rápido que un chip de silicio, pero no era un procesador de propósito general. Dado que el grafeno no se puede encender y apagar fácilmente en cantidades masivas, no podemos simplemente cambiar el grafeno por silicio y seguir con las arquitecturas de chips modernas.

Sebastian Anthony sosteniendo una oblea de chips de grafeno en IBM Research

Sebastian Anthony sosteniendo una oblea de chips de grafeno en IBM Research.



Otros materiales pueden ofrecer reducciones más prácticas en tamaño y resistencia eléctrica y, de hecho, permiten que la Ley de Moore continúe intacta, pero solo si llegan al mercado lo suficientemente rápido. El silicio-germanio, o solo el germanio, se ha hablado durante algún tiempo, pero aún no se ha materializado realmente de ninguna forma asequible. Recientemente se descubrió que un material llamado tri-sulfuro de titanio puede proporcionar muchas de las mismas ventajas físicas que el grafeno, y hacerlo con una banda prohibida alcanzable: tal supermaterial podría ser lo que se necesita, pero los problemas similares al grafeno con la fabricación asoman sus horribles cabezas.

Computación cuántica podría ser otra respuesta, pero la investigación aún es tan preliminar que es dudosa. Algunos creen que ofrecerán una actualización tan enorme e inmediata sobre los procesadores modernos que el cifrado de la computadora se derrumbará. Sin embargo, la computación cuántica no necesariamente vendrá en forma de computadora digital programable de inmediato; Las primeras computadoras cuánticas no podrán ejecutar Windows, incluso si son lo suficientemente rápidas en un sentido teórico. De todas las posibles 'soluciones' a los problemas que se avecinan con la ley de Moore, la computación cuántica es probablemente la menos realista. Tiene mucho potencial para aplicaciones específicas, pero las PC cuánticas todavía están demasiado lejos para que valga la pena considerarlas.

El propio Moore admitió que su Ley 'no puede continuar para siempre' en una entrevista de 2005. Es la naturaleza de las funciones exponenciales, dijo: eventualmente chocan contra una pared, y aunque eso tiene mucho sentido en el mundo puramente hipotético de las matemáticas, tiende a no funcionar tan bien en el mundo real. Podría ser que la Ley de Moore se mantenga en pie cuando se vea a escala de siglo, alejada para disminuir la importancia de cualquier pequeña fluctuación entre las nuevas tecnologías. Pero el hecho es que en este momento estamos entrando en una pausa mientras esperamos que llegue la próxima gran tecnología de procesamiento.



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