En 1965, un investigador llamado Gordon Moore escribió un breve artículo para la revista Electronics. En ese momento dirigía I+D en Fairchild Semiconductor. Su título era contundente: “Metiendo más componentes en circuitos integrados”.
Moore notó algo específico. Empresas como Fairchild duplicaban el número de componentes discretos en una sola pulgada cuadrada de silicio cada 12 meses. Eso es un crecimiento exponencial. Si tomamos un chip de 1964 y lo comparamos con uno de 1965, el más nuevo tenía el doble de transistores. Predijo que esto seguiría sucediendo. Indefinidamente. Hasta que la física se interpuso.
Los dos pilares de la ley de Moore
La observación de Moore no fue mágica. Descansaba sobre dos frágiles patas. Primero, necesitas avances tecnológicos. Tienes que descubrir cómo reducir los elementos. En segundo lugar, necesitas economía. La fabricación en masa tiene que ser lo suficientemente barata como para respaldar la I+D. Si el proceso cuesta demasiado, la tendencia muere.
No lo llamamos “ley” porque al universo no le importan nuestras líneas de tiempo. No existe una regla fundamental que diga que un nuevo circuito integrado debe ser el doble de potente que el anterior. Es una profecía autocumplida. Empresas como Intel gastan miles de millones para mantenerse al día. Lo hacen por orgullo. Lo hacen para dominar el mercado. ¿Pero sigue siendo relevante una predicción de hace casi 50 años?
Saltos cuánticos
La respuesta corta es sí, pero con asteriscos. La definición de “duplicar” ha cambiado. Ya no estamos simplemente agregando transistores. Estamos cambiando su forma de funcionar.
Mire cómo escalan los chips modernos. No se trata sólo de hacer puntos más pequeños. Se trata de apilamiento 3D. Los fabricantes están yendo más allá del tradicional plano 2D. Están apilando capas de memoria encima de capas lógicas. Aquí es donde se esconden ahora las verdaderas ganancias.
“La Ley de Moore se ha convertido en una especie de profecía autocumplida a medida que los fabricantes de chips se han esforzado por mantenerse al día”.
¿Por qué te importa esto? Porque su teléfono, su computadora portátil y su refrigerador inteligente dependen de esta escala. Cuando la duplicación se desacelera, los precios suben. Mesetas de rendimiento. Lo notas cuando tu nuevo dispositivo no se siente “dos veces más rápido” que el anterior.
La economía de los rendimientos decrecientes
Aquí está el sucio secreto de la fabricación de chips. Cuesta más fabricar cada generación sucesiva de chips. Una fábrica que fabrica chips de 14 nanómetros es más barata que una que fabrica chips de 3 nanómetros. Los costos de I+D son astronómicos.
Entonces, la “ley” se está doblando. No se está rompiendo. Simplemente se está volviendo caro. Las empresas están encontrando nuevas formas de empaquetar la densidad. Están utilizando litografía ultravioleta extrema (EUV). Están rediseñando arquitecturas. El objetivo sigue siendo el mismo: encajar más en menos espacio. Pero el coste por transistor está aumentando.
¿Continuará esta tendencia? Probablemente. Pero la definición de “más componentes” está cambiando. No se trata sólo de cantidad. Se trata de calidad. Y eficiencia.
El próximo salto no es sólo más pequeño. Es más inteligente. Y eso cuesta dinero.
Cada año alguien declara el fin de la Ley de Moore. Los críticos suelen estar equivocados. Los transistores dentro de tu CPU ahora son tan pequeños que no puedes verlos con un microscopio óptico. Estamos en lo profundo de la nanoescala. La física cambia aquí. Las reglas clásicas se desmoronan. La mecánica cuántica toma el relevo. Se vuelve raro.
Tomemos como ejemplo los túneles cuánticos. Imaginemos un electrón no como una bola sólida, sino como una onda. La ola tiene una forma. Una curva de campana. Las puntas estrechas muestran dónde podría estar el electrón. El medio ancho es donde probablemente está. Ahora imagina esta ola chocando contra una barrera. Un espacio entre dos conductores. Si la onda toca el otro lado, el electrón tiene posibilidades de aparecer allí. Hace un túnel. No debería poder hacer eso. Pero lo hace.
Este es un problema para las patatas fritas. Un microprocesador es un sistema de carreteras para electrones. Los transistores son puertas. Controlan el flujo. Una puerta cerrada bloquea el tráfico. Pero reduzca demasiado esas puertas. Golpeaste la pared cuántica. Los electrones se escapan. La computadora obtiene datos erróneos. Los cálculos fallan.
Los ingenieros han luchado contra esto durante años. Cambiaron de materiales. Construyeron puertas 3D. Mejoraron la eficiencia. Esto ganó tiempo. Pero la Ley de Moore sobrevive por otra razón. Seguimos cambiando la definición de “Ley de Moore”.
¿Qué predice exactamente la Ley de Moore ahora?
La observación original era simple. Gordon Moore, cofundador de Intel, observó que el número de transistores en un chip se duplicaba aproximadamente cada dos años. Esa fue la predicción. Esa era la ley.
Hoy en día ya nadie mide el número de transistores. Es demasiado ruidoso. Es demasiado difícil contar pequeñas estructuras 3D. La industria cambió la métrica. Ahora nos fijamos en el rendimiento por vatio. O la velocidad del reloj. O incluso simplemente el hecho de que los chips siguen siendo más baratos por unidad de rendimiento.
Cuando la gente pregunta cómo la Ley de Moore sigue siendo relevante, la respuesta es que ya no es una predicción sobre geometría. Es una predicción sobre economía. Los chips siguen siendo cada vez más eficientes. Todavía proporcionan más potencia informática por el mismo costo o menor. La curva se mantiene. No porque los transistores sean cada vez más pequeños, sino porque los ingenieros se están volviendo más inteligentes a la hora de empaquetarlos.
El paso del tamaño a la arquitectura
Chocamos contra una pared con transistores planos. Solo se puede encoger un transistor plano hasta cierto punto antes de que una fuga acabe con la batería y la CPU. La solución no eran sólo cables más pequeños. Era un espacio vertical.
Ingrese a los FinFET. Estos transistores se enrollan alrededor del canal. Como una aleta en el agua. Le dan a la puerta un mejor control sobre el flujo de electrones. Menos fugas. Mejor rendimiento. Este cambio arquitectónico permitió a la industria seguir duplicando el rendimiento, incluso si el tamaño físico de los componentes individuales dejó de reducirse al mismo ritmo.
Luego vino la revolución de los múltiples núcleos. Si un núcleo no puede ser mucho más rápido, agregue más núcleos. Esto cambió qué métricas importan. No se trataba sólo de velocidad. Se trataba de rendimiento. Los dispositivos móviles necesitaban esto. Los servidores necesitaban esto. La definición de “progreso” se amplió para incluir el paralelismo.
Por qué esto es importante para su próxima actualización
No es necesario saber mecánica cuántica para preocuparse por esto. A usted le importa porque sus expectativas están determinadas por esta “ley”. Si la Ley de Moore está muerta, se podría pensar que el estancamiento tecnológico está aquí. No lo es. Los métodos simplemente cambiaron.
Estamos pasando de una densidad creciente a una aceleración especializada. GPU. TPU. Unidades de procesamiento neuronal. Estos chips no dependen únicamente de pequeños transistores. Se basan en una arquitectura diseñada para tareas específicas. Esta es la nueva frontera de la ley. Se trata de hacer más con menos.
El fin de la Ley de Moore es un mito. La definición es sólo un objetivo en movimiento. Y todavía nos estamos moviendo.
La Ley de Moore nunca tuvo que ver realmente con la física. Se trataba de una promesa específica: el número de componentes discretos en un circuito integrado recién fabricado se duplicaría cada doce meses. Cambiamos ese número ahora. Los conocedores de la industria dicen que es cada 18 a 24 meses. Y ya no nos limitamos a contar elementos.
Hemos cambiado los postes de la portería. La interpretación moderna de la Ley de Moore se centra en la potencia de procesamiento en lugar de en los componentes físicos. La idea es lo suficientemente simple como para realizar una estimación aproximada. Déle a la industria de 18 a 24 meses. Observe cómo se duplica la velocidad del microprocesador. Esto no significa que haya el doble de transistores en un chip de 2012 en comparación con 2010. Significa que encontramos mejores formas de diseñar el chip. La eficiencia supera al volumen bruto. Obtenemos un aumento de velocidad sin necesidad de un crecimiento exponencial en el número de componentes.
Redefinir la ley de esta manera amplía su utilidad. Los fabricantes combinan nueva tecnología de fabricación con una mejor arquitectura. Mantienen el ritmo. La observación sigue siendo relevante.
¿Redefinir la ley de Moore es una trampa?
Se siente así. Gordon Moore predijo en 1965 que un chip fabricado en 1975 contendría 65.000 transistores. Tenía razón. Hoy, Intel fabrica procesadores con 2.600 millones de transistores. Las matemáticas han cambiado. La densidad es una locura. Las computadoras procesan datos más rápido que nunca. Una PC doméstica hoy en día tiene tanta potencia como algunas de las primeras supercomputadoras hace décadas.
Pero, ¿importa si no estamos literalmente duplicando el número de transistores? Si vivimos en una era post-PC, como alguna vez sugirió Steve Jobs, tal vez la potencia bruta sea menos relevante. Quizás la portabilidad y la eficiencia energética importen más. Si eso es cierto, la Ley de Moore no termina porque chocamos contra un muro físico. Se acaba porque deja de tener sentido económico. ¿Por qué seguir superando los límites si el mercado no valora los ciclos adicionales?
¿Quién necesita realmente el poder?
Algunos compradores todavía exigen los más altos estándares. Los entusiastas de los videojuegos lo necesitan. Los profesionales que trabajan con medios de alta definición lo anhelan. Necesitan cada gramo de potencia de procesamiento que puedan conseguir.
¿Qué pasa con el resto de nosotros?
Podríamos convertir nuestras computadoras personales en terminales tontas. Accedemos a todo a través de la nube. Pero la nube no es mágica. Es la computadora de otra persona. En algún lugar debe haber una máquina con un procesador potente que maneje esa carga. La demanda cambia. No desaparece.
Quizás veamos otro ajuste a la Ley de Moore con un plazo de entrega más largo. La definición podría extenderse más. Los procesadores podrían duplicar su potencia con menos frecuencia. Con su historia mutable, parece probable que el concepto se mantenga. De una forma u otra, sobrevivirá.
Nota del autor
Preguntas frecuentes
¿Qué es la Ley de Moore en términos simples?
La Ley de Moore es el principio según el cual el número de transistores en un microchip se duplica cada dos años. Gordon Moore hizo la ley en 1965.
