Ley de Moore Eduexperts. (2020). DERECHOS RESERVADOS ©
La Ley Moore establece que las velocidades del procesador o la potencia deprocesamiento general para ordenadores se duplicarán cada dos años. Siexaminamos las velocidades de los procesadores desde 1970 hasta ahora,podríamos pensar que la ley ha alcanzado su límite o se está acercando. Enla década de 1970, las velocidades del procesador oscilaban entre 740 KHzy 8 MHz. Sin embargo, en realidad es más preciso aplicar la ley a los tran-sistores que a la velocidad. La cantidad de potencia informática que ahorapodemos utilizar en los dispositivos más pequeños es notable en compara-ción con lo que se podía lograr hace una década. Mirando hacia atrás, incluso cinco años más o menos, un PC que era el mejor en su momento, sería con- siderado anticuado si se comparara con un PC actual. Esto es posible simplemente porque los fabrican- tes de chips son capaces de aumen- tar el número de transistores en un chip significativamente cada año, a medida que mejoran los avances en la investigación de chips.
La extensión de la Ley de Moore es que los orde-nadores, los componentes que funcionan en or-denadores y la potencia informática se vuelvenmás pequeños y rápidos con el tiempo, a medidaque los transistores de los circuitos integrados sevuelven más eficientes. Los transistores son sim-ples interruptores electrónicos de encendido yapagado integrados en microchips, procesadoresy pequeños circuitos eléctricos. Cuanto más rápi-do procesan las señales eléctricas, más eficientese vuelve un ordenador.Los costes de estos ordenadores de mayor poten-cia también disminuyeron con el tiempo, general-mente alrededor del 30 por ciento al año. Cuandolos diseñadores de hardware aumentaron el rendi-miento de los ordenadores con mejores circuitosintegrados, los fabricantes fueron capaces de crearmejores máquinas que pudieran automatizar cier-tos procesos. Esta automatización creó productosde menor precio para los consumidores, ya que elhardware creó menores costos de mano de obra.
La Ley de Moore en la sociedad actualCincuenta años después de la Ley de Moore, la sociedad contemporánea ve doce-nas de beneficios expuestos por esta ley. Los dispositivos móviles, como los teléfo-nos inteligentes y los ordenadores de sobremesa, no funcionarán sin procesadoresmuy pequeños. Los ordenadores más pequeños y rápidos mejoran el transporte,la atención médica, la educación y la producción de energía. Casi todas las facetasde una sociedad de alta tecnología se benefician del concepto de la Ley de Moorepuesta en práctica. Actualmente todos los procesadores de consumo están hechos de silicio, el segundo elemento más abundan- te 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 lle- va imponen un límite duro en cómo puedes densamente embalar los transistores de silicio. Pero no solo el consumo de energía representa un problema enorme, sino también un efecto llamado túnel cuántico puede causar problemas para mantener loselectrones contenidos más allá de un cierto umbral de espesor. Los transistoresde silicio alcanzan actualmente los 14 nanómetros, y aunque algunos diseños dechips de 10 nanómetros llegarán pronto al mercado, se ha llegado a la conclusiónde que, para cumplir con la Ley de Moore durante un largo período de tiempo, lasempresas tendrán que crear materiales más nuevos y mejores para que sean labase de los ordenadores de la próxima generación.
La Ley de Moore en el futuroGracias a la nanotecnología, algunos transistoresson más pequeños que un virus. Estas estructurasmicroscópicas contienen moléculas de carbono ysilicio alineadas de manera perfecta que ayudana mover la electricidad a lo largo del circuito másrápido. Eventualmente, la temperatura de los tran-sistores hace imposible crear circuitos más peque-ños, porque enfriar los transistores requiere másenergía que la que pasa por los transistores. Losexpertos muestran que los ordenadores deberíanalcanzar los límites físicos de la Ley de Moore enalgún momento de los próximos años. Cuando esosuceda, los informáticos tendrán que examinar for-mas completamente nuevas de crear ordenadores.Las aplicaciones y el software podrían mejorar lavelocidad y eficiencia de los ordenadores en el fu-turo, en lugar de los procesos físicos. La tecnologíaen la nube, la comunicación inalámbrica, la inter-net de las cosas y la física cuántica podrían tambiéndesempeñar un papel importante en la innovaciónde la tecnología informática. El progreso hacia laduplicación del número de circuitos se ha ralenti-zado, y los circuitos integrados no pueden ser mu-cho más pequeños a medida que los transistores seacercan al tamaño de un átomo.En algún momento en el futuro, los avances en sof-tware o hardware podrán mantener vivo el sueñode la Ley de Moore. Sin embargo, la industria in-formática parece estar lista para dar un giro a otrocurso que avanzará en pocos años.
El progreso de la Ley de MooreAunque la Ley de Moore había dicho cada dos años, este rápido aumento en laproducción tecnológica ha disminuido el período en las mentes de los técnicos yusuarios por igual.La limitación que existe es que una vez que los transistores pueden ser creadostan pequeños como las partículas atómicas, entonces no habrá más espacio parael crecimiento en el mercado de la CPU en lo que se refiere a velocidades. Mooreobservó que el número total de componentes en estos circuitos se había dupli-cado aproximadamente cada año, entonces extrapola esta duplicación anual a ladécada siguiente, estimando que los microcircuitos de 1975 contendrían unos sor-prendentes 65.000 componentes por chip. En 1975, a medida que la tasa de creci-miento comenzó a disminuir, Moore revisó su marco de tiempo a dos años. Su leyrevisada era un poco pesimista; más o menos 50 años después de 1961, el númerode transistores se duplica aproximadamente cada 18 meses. Posteriormente, lasrevistas regularmente se refirieron a la Ley de Moore como si fuera una ley tecno-lógica con la seguridad de las leyes de movimiento de Newton.Lo que hizo posible esta explosión dramática en la complejidad del circuito fue eltamaño cada vez menor de los transistores durante décadas. Las característicasde transistor que miden menos de un micrón se alcanzaron durante la década de1980, cuando los chips dinámicos de memoria de acceso aleatorio (DRAM) comen-zaron a ofrecer capacidades de almacenamiento de megabytes.En los albores del siglo XXI, estas características se acercaron a 0,1 micrones deancho, lo que permitió la fabricación de chips de memoria gigabyte y microproce-sadores que funcionan a frecuencias de gigahertz. La Ley de Moore continuó en lasegunda década del siglo XXI con la introducción de transistores tridimensionalesde decenas de nanómetros.
El cercano fin de la Ley de MooreDebido a que la Ley de Moore sugiere un crecimiento exponencial, es poco proba-ble que continúe indefinidamente. La mayoría de los expertos esperan que la Leyde Moore dure otras dos décadas. Algunos estudios han demostrado que las limi-taciones físicas podrían alcanzarse. Según un reciente informe del InternationalTechnology Roadmap for Semiconductors (ITRS), que incluye a gigantes de chipscomo el propio Intel y Samsung, los transistores podrían llegar a un punto en elque no podrían reducirse más en 2021. Las empresas alegan que, para entonces,ya no será económicamente viable hacerlos más pequeños, acabando finalmentecon la Ley de Moore.Esto significa que aunque físicamente podrían hacerse más pequeños, en teoríaalcanzarían lo que el ITRS llama su“mínimo económico”, lo que significa que hacer-lo solo haría prohibitivos los costos.No es la primera vez que se duda de la teoría de Moore. El año pasado, el directorejecutivo de Intel, Brian Krzanich, anunció que el cambio de tamaño de un transis-tor a otro se está extendiendo de dos a dos años y medio. Krzanich cuestionó estodurante una llamada de ganancias de Intel, diciendo que los procesos de fabrica-ción no han avanzado al mismo ritmo que en el pasado. Sin embargo, el ITRS cree que esto no significa el fin del concepto detrás de la Ley, ya que los fabricantes encuen- tran formas cada vez más innovadoras de introducir más interruptores en un espacio dado.