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No más transistores: el fin de la ley de Moore

No más transistores: el fin de la ley de Moore


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En 1965, Gordon Moore propuso que el número de transistores en un chip de silicio se duplicaría cada año. La Ley de Moore, como se la conoce ahora, demostró ser profética sobre el crecimiento exponencial de la potencia informática que hizo posible gran parte del mundo moderno.

A partir de 2010, sin embargo, la Ley de Moore comenzó a fallar y hoy en día muchos se preguntan si nuestra era de crecimiento sin precedentes está llegando a su fin.

Un pequeño transistor

Gordon Moore es el cofundador de Intel Corporation y uno de los principales responsables de la era de las computadoras.

Su trabajo con el transistor de silicio comenzó en 1956, cuando comenzó a trabajar para el inventor del transistor William Shockley y desde entonces ha sido inseparable del transistor.

Un transistor produce, amplifica y dirige una señal eléctrica utilizando tres cables, una fuente, una puerta y un drenaje.

Cuando se aplica voltaje al cable de la puerta, se permitirá que una corriente entrante en el cable de la fuente pase al cable de drenaje. Quite el voltaje del cable de la puerta y la corriente no puede pasar.

Lo que esto hace es producir una forma de calcular valores lógicos, 1 y 0 en términos informáticos, en función de si se aplica voltaje a la puerta y a los cables de la fuente.

Conecte el cable de drenaje de un transistor al cable de la fuente o al cable de la puerta de otro transistor y, de repente, puede comenzar a producir sistemas lógicos increíblemente complejos.

Comparable a la neurona del cerebro humano, esta red de transistores es responsable del funcionamiento de casi todos los dispositivos modernos, desde un reloj despertador digital hasta una supercomputadora.

Y cuantos más transistores pueda colocar en un chip, más poderosa computacionalmente se vuelve esta red.

Entonces, cuando se le pidió a Moore que enviara un artículo a la revista Electrónica prediciendo el futuro de la tecnología, revisó los datos sobre la producción de chips de silicio de Fairchild.

Descubrió que el número de transistores en un chip de silicio se duplicaba cada año y propuso en su artículo en Electrónica que esta tasa de crecimiento continuaría, revisándola luego a una duplicación más conservadora cada 2 años en 1975.

Si bien no es una ley en el sentido matemático, la Ley de Moore confirmó: aproximadamente cada 18 meses, un transistor tendría la mitad del tamaño del transistor actual.

Esto significó que se podrían empaquetar más transistores en un chip, lo que impulsó el crecimiento exponencial de la potencia informática durante los próximos 40 años.

¿Por qué se está rompiendo la ley de Moore?

Hay tres factores principales que contribuyen a la desaceleración de la tasa de crecimiento de la potencia del procesador y todos están relacionados.

Primero, tiene una fuga eléctrica. Durante décadas, a medida que los transistores se hicieron más pequeños, se volvieron más eficientes energéticamente.

Ahora, sin embargo, se han vuelto tan pequeños, tan pequeños como 10 nanómetros, que el canal que lleva la corriente eléctrica a través del transistor no siempre puede contenerla.

Esto genera calor que puede desgastar los transistores más rápidamente, haciéndolos aún más susceptibles a fugas.

Sin embargo, el calor no se limita a un solo transistor.

Miles de millones de transistores con fugas pueden amenazar seriamente la integridad de todo el chip, por lo que el procesador debe reducir la cantidad de voltaje que toma o regular la cantidad de transistores en uso para evitar el sobrecalentamiento, lo que limita la potencia de procesamiento del chip.

Finalmente, está el tercer golpe contra la ley de Moore: la economía.

Cuando la cantidad de transistores se duplica, también lo hace la cantidad de calor que pueden generar. El costo de enfriar grandes salas de servidores es cada vez más insostenible para muchas empresas que son las mayores compradoras de los chips de procesamiento más avanzados.

A medida que las empresas intentan prolongar la vida útil y el rendimiento de sus equipos actuales para ahorrar dinero, los fabricantes de chips responsables de cumplir la Ley de Moore generan menos ingresos para dedicarlos a I + D, que a su vez se está volviendo más caro.

Sin esos ingresos adicionales, se vuelve mucho más difícil superar todos los impedimentos físicos para reducir aún más los transistores.

Por lo tanto, puede que no sean los desafíos físicos los que pongan fin a la Ley de Moore, sino simplemente la falta de demanda de transistores más pequeños.

Progreso por otros medios

Los fabricantes de chips y fabricantes conocen este desafío a la Ley de Moore desde hace al menos una década.

Como tal, han estado encontrando formas de continuar el crecimiento de la potencia informática sin tener que depender únicamente de transistores más pequeños cada dos años.

Ha habido avances en modelos alternativos para transistores que se han mostrado prometedores.

Tanto los modelos de transistores multirrotat como los de triple puerta ofrecen formas de extender la ley de Moore por un tiempo y ya se están utilizando en muchos dispositivos electrónicos.

Pero todo lo que pueden hacer es extender la vida efectiva de la Ley de Moore.

Uno de los primeros y más eficaces enfoques de este problema fue la adopción de arquitecturas multiprocesador y multinúcleo.

Si desea más potencia de un chip que ha llegado al límite de su capacidad, use dos o más chips en lugar de uno y podrá continuar aumentando su potencia de procesamiento, aunque a un mayor costo de consumo de energía.

Mientras tanto, los sistemas multinúcleo utilizan un diseño de procesador que presenta varios núcleos de ejecución en un solo procesador.

Cada núcleo es menos poderoso que el diseño de un solo núcleo de la generación anterior, pero varios chips más pequeños se pueden usar de manera más concurrente y eficiente y brindan un aumento efectivo en la potencia informática.

La ley de Moore ha muerto. ¡Viva la ley de Moore!

El fin de la Ley de Moore, tal como la conocemos, siempre fue inevitable. Existe un límite físico para lo que puede caber en un chip de silicio una vez que comienzas a trabajar con nanómetros.

Vaya más pequeño y comenzará a lidiar con partículas subatómicas, lo que lo colocará inmediatamente en el ámbito de la computación cuántica, que es hacia donde ya nos dirigimos.

Sin embargo, un día, después de que el transistor se atasque en tres átomos y un electrón, alguien notará que el poder de cálculo de las formas más nuevas de transistores avanza rápidamente.

Los transistores moleculares, de ADN o espintrónicos parecerán retomar donde quedó el silicio y la Ley de Moore se retirará hasta que la computación cuántica haga irrelevantes las discusiones sobre los límites.

En última instancia, esto ha tenido menos que ver con los transistores que con nosotros como sociedad. Nuestras esperanzas y expectativas de progreso no terminarán con la última generación de transistores de silicio porque no lo permitiremos.

Encontraremos una manera de recuperar la Ley de Moore para cualquier otra cosa que venga después simplemente porque queremos que sea verdad.


Ver el vídeo: Ley Metcalf R Kiyosaki (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Joosep

    Todavía hay más variantes

  2. Thoma

    Fusionar. Estoy de acuerdo con todos los anteriores. Podemos hablar sobre este tema.

  3. Spyridon

    Si tú el narrador

  4. Nikolkree

    Punto de vista autorizado, divertido ...



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