Moore or Les

En la revista Electronics de Abril de 1965, Gordon E. Moore (San Francisco, 1929) formuló su predicción de que, con los avances de la tecnología aplicada a la microelectrónica, el número de transistores por unidad de superficie se duplicaría cada año. 10 años después, para no pillarse los dedos, corrigió su enunciado, dejándolo en "cada dos años". Cuando se van a cumplir 51 años desde su formulación original, podemos decir que, la que pasó a ser universalmente conocida como "Ley de Moore", es de las predicciones que con mayor precisión se han cumplido en la historia de la tecnología. 

Evolución en el tiempo del número de transistores por procesador (evidencia de la "Ley de Moore")

Claro que el hecho de que Moore, junto con Robert Noyce, fundara en 1968 la empresa Intel, cuyo objeto principal ha sido la investigación, el desarrollo y la fabricación de semiconductores y microprocesadores cada vez más pequeños y más potentes, ha contribuido de manera notable a conseguir este resultado.

Se dice pronto, pero del "chip" de código "4004" fabricado por Intel en 1971, que tenía 2.300 transistores, hemos llegado, en 2014, al que, con el exótico nombre de "12 Core Xeon Ivi Bridge- EX", tiene la friolera de 4.300 millones de transistores. Embutidos en 541 mm2 (aprox. 24x22mm, menos que un sello de correos de los pequeños). Y por el camino, han ido apareciendo y desapareciendo, hitos innovadores tan conocidos como el "8088", el "386", el "486", el "Pentium" ó el "Core Duo".

Un circuito integrado de última generación

En una de esas comparaciones que siempre se hacen para tratar de traer a magnitudes más familiares lo que representa este "brutal" salto, se dice que si la tecnología aeronáutica hubiera evolucionado en igual proporción, el vuelo Paris-Nueva York, que en 1978 podía costar unos $900 y tardar 6 horas, costaría ahora un centavo de dólar y el viaje se haría ¡¡¡en menos de 1 segundo!!! (confío en que no fuera condición necesaria reducir a los pasajeros a tamaños nanométricos para hacer el viaje).

Pero, a pesar de la exitosa trayectoria de la predicción en este largo período,  hasta el propio Moore (que ahora tiene 87 años) empieza a tener dudas. En Septiembre de 2007, ya anticipaba que pensaba que su ley "dejará de cumplirse dentro de 10 ó 15 años" (traducido: 2017-2022). ¿Y esto por qué? Pues porque, ineludiblemente, nos vamos acercando a tres límites que complican muchísimo futuras miniaturizaciones: la disipación del calor generado, la velocidad de la luz y la naturaleza atómica de la materia.

Porque en pocos años ya estaríamos en niveles donde más que de transistores habría que hablar de grupos de átomos y donde a esas distancias las interacciones cuánticas empezarían a tener más importancia. Por hacernos una idea, la dimensión característica de un transistor, que se llama el canal, se había reducido a 45 nanómetros en 2007 (recordemos que en 1 centímetro hay 10 millones de nanómetros), y a 14 nm en 2014. Pero no se conseguirán los 10 nm antes de 2017 y nadie se atreve a poner una fecha para los 7 nm. Pero, a grandes males, grandes remedios. Las nuevas líneas de investigación apuntan en dos direcciones:

1) Las que conservan la lógica binaria (traducir todos los bits de información a 0´s y 1´s), pero se basan en soportes/tecnologías diferentes al silicio (que tan buen servicio ha prestado al desarrollo tecnológico, la pobre y vulgar arena). Se piensa en los nanotubos de carbono (que tienen 1 nm de espesor) , el grafeno (tan sólo 1 átomo de espesor), los transistores fotónicos (en los que se mueven fotones en vez de electrones) e, incluso, el ADN (no entiendo muy bien cómo).

2) Las que se basan en la lógica cuántica, y constituyen el apasionante mundo de la computación cuántica. Donde los items elementales son los "quantum bits" ó qubits, que ya no necesitan estar en el estado 0 ó 1, sino que pueden estar en varios de forma simultánea y superpuestos ¡¡¡!!! Pero si Ignacio Cirac, uno de los mayores expertos mundiales en el tema, dice que faltan 20-30 años para tener un ordenador cuántico potente...

La reducción del canal del transistor por debajo de los 14nm no está resuelta 

Quizá (haciendo de la necesidad virtud), se le dé una tregua a la "Ley de Moore". Y la industria se concentre en los próximos 10-20 años en la implantación del "Internet de las Cosas" (IoT), donde con el grado de miniaturización alcanzado en la actualidad, ya se puede inundar el mundo de chips que interconecten todo lo imaginable. Y pasado ese tiempo, ya estaremos más cerca de los qubits.

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Para más información sobre el tema, recomiendo el artículo de Malen Ruiz de Elvira, aparecido en el diario Público, el 19 de febrero pasado, titulado "Los chips abandonan la Ley de Moore" :

Para el que quiera saber cómo funciona un transistor de ADN, esta es la explicación que he encontrado: "En la computación tradicional, las puertas lógicas, la base de la electrónica, están compuestas por transistores electrónicos unidos por chips de silicio formando circuitos. En el caso de los circuitos bioquímicos, se trata de moléculas suspendidas en tubos de agua salada. Los electrones fluyen a través del líquido y las puertas lógicas de ADN reciben y producen moléculas como señal. Estas señales moleculares viajan de una puerta específica a otra, conectando el circuito como si se tratara de un cable". Clarísimo ;-)