La evolución de los chips: Moore sigue mandando

San Francisco, California, 20/09/07. Varias metáforas han sido utilizadas para ilustrar el impacto de la miniaturización de los componentes electrónicos en la evolución de la computación. La más reciente, presentada esta semana por el gerente de computación empresarial de Intel, Pat Gelsinger, en el foro de desarrolladores que esa empresa realiza esta semana en San Francisco, se basa en la evolución de la industria aeronáutica y propone un escenario hipotético sobre un moderno avión de pasajeros, si su tecnología de construcción hubiese evolucionado al mismo paso que los chips procesadores.

Gelsinger mostró un cuadro donde se compara el Boeing 747, que voló por primera vez hace 37 años, y el moderno 787, previsto para el año que viene.

Como se sabe, el ritmo de crecimiento del número de transistores o puertas lógicas que pueden ser alojados en un chip es exponencial; se duplica cada dos años de acuerdo a la conocida ley de Moore. Este hecho también propicia el crecimiento exponencial de la mayoría de los parámetros básicos del mundo digital: desde el rendimiento de un computador hasta los megapixeles de una cámara.

Dice Gelsinger que un 787 hipotético, apegado a una evolución digital, podría con 118 millones de pasajeros, podría cargarse o descargarse en 12 milisegundos y el rendimiento del combustible sería cien mil veces mayor que el del 787 real.

Como sardina en lata

En el corazón de los modernos chips de silicio o silicón, los componentes más importantes son los transistores, que pueden verse como puertas lógicas que sólo saben decir "sí" o "no", dependiendo si en su entrada está presente o no una cierta corriente eléctrica.

Al combinar dos o más transistores en compuertas de mayor complejidad, el número de escenarios posibles aumenta dramáticamente. Esto permite realizar operaciones aritméticas y lógicas con sólo un alfabeto de dos símbolos.

Gordon Moore, fundador de Intel y quien trabajó en la fabricación de los primeros circuitos integrados, fue una de las atracciones de este foro de desarrolladores de Intel. Desde principios de los años 60, Moore trabajó con unos de los creadores del transistor en los laboratorios Bell, Robert Shocley y con Robert Noyce, creador del primer circuito integrado. En 1965, tres años antes de que decidiera fundar Intel, en conjunto con Noyce, Moore publicó un artículo en Electronics Magazine con la hipótesis de que el número de transistores integrados en un chip crecería exponencialmente en los años subsiguientes.

Escala nanométrica

No fue sino hasta mediados de los 70 que se comenzó a hablar de la ley de Moore, cuando ya se había comprobado en la práctica la consistencia de esta acertada predicción.

En 1971, los primeros procesadores alojaban 2.300 transistores y la tecnología de fabricación correspondía a una escala de millonésimas de metro. Cinco años más tarde ya los transistores encapsulados llegaban a los 6.500 y la escala se había reducido en un tercio.

De las millonésimas de metro o micrómetros, los componentes comenzaron a estar más apiñados. A partir de 1985, los procesadores Intel 386 marcaron la tendencia de tecnología que estaban por debajo del micrómetro para entrar en los nanómetros o mil millonésimas de metro. De allí se popularizó el término nanotecnología que designaba la escala de fabricación más reducida de ese momento.

En los últimos 10 años, Intel y la industria de fabricación de chips en su conjunto han pasado de una escala 180 nanómetros a 45 nanómetros (nm). Con esta tecnología, Intel está ya fabricando chips que saldrán al mercado en noviembre y para dentro de dos años se prevé la transición a escalas de 32 nanómetros.

¿Cómo se comparan las dos tecnologías, la actual de 65 nm y y la próxima de 45 nm? Paul Otellini, el director ejecutivo de Intel, señaló que mientras un procesador Xeon 5300 cubre un área de 143 milímetros cuadrados y aloja 582 millones de transistores, el nuevo Xeon 5400 de 45 nm y aislante Hi-K ocupa un área de 107 mm cuadrados y aloja 820 millones de transistores.

Los chips de 32 nm, que comenzarán a producirse a partir de 2009 ya cuentan con un prototipo funcional en el área de memoria RAM. Intel logró incorporar en un chip de 32 nm la asombrosa cantidad de 1,9 millardos de transistores, anunció Otellini.

Moore's Law: de 10 a 15 años más

A 60 años del primer transistor, armado en los laboratorios Bell y 42 años después de haber formulado una hipótesis que se convirtió en la ley fundamental de evolución de la vida digital, Gordon Moore fue una de las atracciones de este IDF, que marca el décimo aniversario del evento.

En una cálida entrevista, Moore dio detalles sobre la escogencia, en los inicios de Intel, de una tecnología de fabricación de chips lo suficientemente manejable para desarrollarla con los recursos de los que disponían y a la vez con una dosis de complejidad que evitara que los gigantes como Texas Innstruments no la copiaran de inmediato. El resultado fue la tecnología C-MOS.

Fuera del área estrictamente tecnológica, Intel introdujo cambios que han sido menos difundidos que sus ubicuos chips.

Por ejemplo, los cubículos en las oficinas. Moore cuenta que en la primera gran ampliación de Intel adquirieron un edificio enorme y que se dieron cuenta que las oficinas tradicionales hubiesen quedado como "celdas de una prisión".

Se les ocurrió dividir el espacio en cubículos para darle mayor apertura al ambiente de trabajo y la idea fua adoptada muy rápidamente por el mundo corporativo.

"Todavía tengo el cubículo más grande en Intel, gracias a una mesa de conferencias que ya no se usa, pero por supuesto no dejo que se lleven".

Un respiro de 15 años

"Todo fenómeno que crece exponencialmente tiene necesariamente un límite", dijo Gordon Moore en el IDF, al ser interrogado sobre la vigencia de su postulado.

"Pienso que en una década, o tal vez en una década y media, vamos a tropezarnos con una barrera fundamental", dijo Moore en la entrevista, antes de reconocer que no era sencillo dar una fecha precisa.

"Esas barreras que se ven como impenetrables comienzan a desaparecer cuando nos acercamos a ellas y cuando la gente se ha enfocado en ellas por cierto tiempo. Esto me sorprende continuamente".

Fuente: Froilán Fernández – enbytes.com