En 1965, Gordon E. Moore predijo que el número de transistores que caben en la superficie de un circuito se duplicaría cada año durante dos décadas. La ley de Moore acertó durante esas dos décadas, y gracias a ello la tecnología digital se desarrolló en todo el globo.
En 1975, Moore modificó su ley y dijo que seguiría ocurriendo, pero cada dos años. Volvió a acertar hasta el día de hoy, en que la tecnología mejora cada pocos años. Pero en 2007, Moore anunció que a su ley le quedaban 10 o 15 años. Y han pasado nueve. ¿Qué haremos cuando la ley de Moore toque fondo?
Qué es la ley de Moore
A pesar de que se llama ley, no tiene base científica. Es decir, no es una ley científica demostrable, sino que se trata de una observación aproximada. Una tendencia observada que tiene cierta variabilidad.
Transistores en una superficie. Fuente: Wgsimon.
La ley de Moore es uno de los procesos que ha permitido que ahora nuestros teléfonos móviles y ordenadores tengan más potencia que la que tuvo todo el programa espacial de 1969 con el Apolo 11.
Es la observación de que los transmisores son cada vez más pequeños y, por lo tanto, la misma superficie permite que puedan colocarse más y más. Aumentando las prestaciones de nuestros dispositivos.
Por qué dejará de funcionar la ley de Moore
Ya en 2011, «un chip de Pentium podía tener cientos de millones de transistores en una oblea del tamaño de la uña de un pulgar», como decía Michio Kaku en La física del Futuro.
La luz ultravioleta (que es la que usamos para grabar información sobre el silicio hoy día) tiene una longitud de onda de unos 10 nanómetros. Esto significa que puede tallar sobre el chip de silicio formas con un diámetro de 30 átomos como mínimo.
En otras palabras, necesitaremos chips que no bajen de 200-500 átomos de ancho para que los 30 átomos que grabemos tengan sentido sobre la oblea. Pero si hacemos los chips cada vez más pequeños y estrechos, pronto nos quedaremos sin espacio para tallar la información.
Pronto, quizá en uno o dos años, se anunciará que la ley de Moore se ralentizará de manera considerable. Quizá incluso llegue a desaparecer.
Alternativas a la Ley de Moore
En un mundo que ha basado su economía en el crecimiento exponencial de la tecnología, necesitamos una solución. Por suerte, se plantean varias:
Seguir como hasta ahora, pero grabando con rayos X
Una alternativa (probablemente una de las más usadas en el futuro inmediato) será cambiar únicamente el módulo de grabación y lectura de los rayos ultravioleta a los rayos X.
Diagrama del espectro electromagnético. Inductiveload.
Su longitud de onda es 100 veces menor a la de los rayos ultravioletas, con lo que podremos dibujar formas sobre el silicio con más definición. El problema es que la energía gastada será unas 100 veces mayor, con lo que el gasto energético crece en dos órdenes de magnitud, además que podríamos llegar a destruir el chip por el calor.
Los ingenieros tienen mucho trabajo por delante para hacer que los chips de silicio aguanten las elevadas temperaturas (y los ordenadores puedan disiparlas).
Chips volumétricos
Una alternativa es ganar superficie usando chips de muchas capas. En lugar de repartirlos en obleas, crear con ellos cubos o barras horizontales. Pero hay un motivo por el que los chips actuales son planos y todos de la misma altura.
El silicio no lleva muy bien la temperatura elevada, y diseñar chips volumétricos requerirá de grandes sistemas de refrigeración. Esto se traduce en un aumento del espacio, del ruido y del gasto energético. Algo imposible en muchos dispositivos.
Computación ubicua y procesamiento en paralelo
En lugar de procesar la información en nuestros ordenadores, tabletas o smartphones, la idea es usar la banda ancha para enviar todos los datos que pasan por el dispositivo a un conjunto de servidores, donde se procesa la información, y reenviar esta procesada de vuelta a nuestros terminales.
Hoy día ya se usan métodos similares para los juegos en red, donde es necesario conocer en tiempo real las teclas que pulsa cada jugador en distintas partes del mundo.
El inconveniente de este método es que ignora el problema inicial y no desarrolla nueva tecnología para solucionarlo. Se limita a cambiar el problema de sitio y a construir enormes reductos de servidores en paralelo.
El procesamiento en paralelo es el mismo que usa nuestro cerebro cuando pensamos. Pero a diferencia de un superordenador nosotros gastamos solo 20 W, y no varios millones de ellos.
Computación cuántica
Llevamos diez años oyendo las bondades de los ordenadores cuánticos, pero tenemos que admitir que la tecnología no está ni remotamente desarrollada para llevarla en nuestros terminales.
Un procesador cuántico requiere una cantidad de energía considerable para el procesado de información. Más la energía necesaria para mantener el sistema refrigerado. Más los chips de silicio adaptados a la escritura cuántica.
Aunque muy útiles y compactos en centros especializados, todavía faltarán unos años –incluso unas décadas– para que esta tecnología llegue a nuestros smartphones.
Calcular en átomos
Parece ciencia ficción, pero es muy posible que en el futuro usemos transistores hechos de átomos individuales. La tecnología (aunque en el laboratorio) ya está ahí.
Ahora las barreras son conseguir que la producción en masa sea fiable (al ser transistores tan pequeños la mínima varianza puede volverlos inservibles) y asequible.
Ordenadores ópticos
De cara al futuro esta parece la opción más viable. Los ordenadores ópticos calculan con haces de luz en lugar de electrones, volviéndolos increíblemente versátiles.
La tecnología ya existe, y es fiable y asequible. La única barrera de los ordenadores ópticos es el espacio que requieren para superar a los electrónicos en propiedades. Al menos de unos centímetros de grosor para los procesadores.
Para que salga rentable, un ordenador óptico ha de ser volumétrico. Como los haces de luz pueden pasar unos a través de los otros, tienen la ventaja de no necesitar cables interiores.
Al final, casi siempre que varias tecnologías se perfilan en el horizonte, lo más probable es que el futuro sea una mezcla de varias de estas tecnologías entrelazadas. Cada una de ellas para un uso concreto y específico.
Por ejemplo, ordenadores ópticos para sustituir a las torres en casa, computación ubicua para los dispositivos finos que trabajan en red, y computación cuántica para dar servicio a estos últimos.
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