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La Ley de Moore es uno de esos milagros de la vida moderna que todos damos por sentado, como las tiendas de comestibles y la odontología con anestesia.
Durante 50 años, los procesadores de computadoras han sido duplicando su rendimiento ¿Qué es la ley de Moore y qué tiene que ver contigo? [MakeUseOf explica]La mala suerte no tiene nada que ver con la Ley de Moore. Si esa es la asociación que tenía, la está confundiendo con la Ley de Murphy. Sin embargo, no estabas lejos porque la Ley de Moore y la Ley de Murphy ... Lee mas por dólar por centímetro cuadrado cada 1-2 años. Esta tendencia exponencial nos ha llevado de los 500 flops de ENIAC (operaciones de punto flotante por segundo) a alrededor de 54 petaflops para la supercomputadora más potente de la actualidad, la Tianhe-2. Eso representa una mejora de diez billones de veces, en bastante menos de un siglo. Eso es increíble según los cálculos de cualquiera.
Este logro ha estado sucediendo de manera tan confiable, durante tanto tiempo, que se ha convertido en una verdad mundana sobre la informática.
Lo damos por sentado.
Es por eso que da tanto miedo que todo podría detenerse en el futuro cercano. Varios límites físicos fundamentales están convergiendo para detener la progresión de los chips de computadora de silicio tradicionales. Mientras hay tecnología de computación teórica La última tecnología informática que debes ver para creerEcha un vistazo a algunas de las últimas tecnologías informáticas que están preparadas para transformar el mundo de la electrónica y las PC en los próximos años. Lee mas que podría resolver algunos de estos problemas, el hecho es que el progreso se está desacelerando actualmente. Los días de la mejora exponencial de las computadoras podrían estar llegando a su fin.
Pero todavía no del todo.
Un nuevo avance de IBM muestra que la ley de Moore todavía tiene piernas. Un grupo de investigación dirigido por la compañía ha mostrado un prototipo para un procesador con componentes de transistor de solo 7 nanómetros de ancho. Esto es la mitad del tamaño (y cuadruplica el rendimiento) de la tecnología actual de 14 nanómetros, lo que lleva a la desaparición de la Ley de Moore al menos a 2018.
Entonces, ¿cómo se logró este avance? ¿Y cuándo puede esperar ver esta tecnología en dispositivos reales?
Átomos viejos, nuevos trucos
El nuevo prototipo no es un chip de producción, sino que se ha producido con técnicas escalables comercialmente. eso podría salir al mercado en los próximos años (se rumorea que a IBM le gustaría que el chip se estrene en 2017-2018. El prototipo es el producto de IBM / SUNY, un laboratorio de investigación de IMB que cooperó con la Universidad Estatal de Nueva York. Varias compañías y grupos de investigación colaboraron en el proyecto, incluidos SAMSUNG y Global Foundries, una compañía que IBM es pagando aproximadamente 1.3 billones de dólares para hacerse cargo de su ala de fabricación de chips no rentable.
Básicamente, el grupo de investigación de IBM hizo dos mejoras clave eso hizo posible esto: desarrollar un mejor material y desarrollar un mejor proceso de grabado. Cada uno de estos supera una barrera importante para el desarrollo de procesadores más densos. Veamos cada uno de estos a su vez.
Mejor material
Una de las barreras para los transistores más pequeños es simplemente la disminución del número de átomos. Un transistor de 7 nm tiene componentes que solo tienen unos 35 átomos de silicio. Para que la corriente fluya, los electrones necesitan saltar físicamente del orbital de un átomo al de otro. En una oblea de silicio puro, como se ha usado tradicionalmente, es difícil o imposible obtener suficiente corriente para fluir a través de un número tan pequeño de átomos.
Para resolver este problema, IBM tuvo que abandonar el silicio puro para utilizar una aleación de silicio y germanio. Esto tiene una ventaja clave: aumenta la llamada "motilidad electrónica", la capacidad de los electrones para fluir a través del material. El silicio comienza a funcionar mal en la escala de 10 nanómetros, que es una de las razones por las cuales los esfuerzos para desarrollar procesadores de 10 nm se han estancado. La adición de germanio salta esta barrera.
Grabado más fino
También está la cuestión de cómo realmente le das forma a los objetos tan pequeños. La manera procesadores de computadora ¿Qué es una CPU y qué hace?Las siglas informáticas son confusas. ¿Qué es una CPU de todos modos? ¿Y necesito un procesador quad o dual-core? ¿Qué tal AMD o Intel? ¡Estamos aquí para ayudar a explicar la diferencia! Lee mas Se producen utilizando láseres extremadamente potentes y varias ópticas y plantillas para crear pequeñas características. La limitación aquí es la longitud de onda de la luz, que impone un límite sobre cuán finamente podemos grabar características.
Durante mucho tiempo, la fabricación de chips se ha estabilizado utilizando un láser de fluoruro de argón, con una longitud de onda de 193 nanómetros. Puede notar que esto es bastante más grande que las características de 14 nanómetros con las que hemos estado grabando. Afortunadamente, la longitud de onda no es un límite difícil en la resolución. Es posible utilizar interferencias y otros trucos para obtener más precisión. Sin embargo, los fabricantes de chips se han quedado sin ideas inteligentes y ahora se necesita un cambio importante.
La idea de IBM sobre esa idea ha sido utilizar una fuente de luz EUV (Extreme Ultra Violet), con una longitud de onda de solo 13.5 nanómetros. Esto, usando trucos similares a los que usamos con el fluoruro de argón, debería darnos una resolución de grabado de solo un par de nanómetros con más desarrollo.
Desafortunadamente, también requiere desechar la mayor parte de lo que sabemos sobre la fabricación de chips, así como la mayoría de las infraestructura tecnológica desarrollada para ello, una de las razones por las que la tecnología tardó tanto en llegar propio.
Esta tecnología abre la puerta para continuar el desarrollo de la Ley de Moore hasta el límite cuántico, el punto en el que La incertidumbre cuántica alrededor de la posición de un electrón es mayor que el transistor en sí mismo, lo que hace que los elementos del procesador se comporten aleatoriamente. Desde allí, tecnología verdaderamente nueva Computadoras cuánticas: ¿El fin de la criptografía?La computación cuántica como idea ha existido por un tiempo: la posibilidad teórica se introdujo originalmente en 1982. En los últimos años, el campo se ha ido acercando a la practicidad. Lee mas será necesario para impulsar aún más la informática.
Los próximos cinco años de fabricación de chips
Intel todavía está luchando para producir un procesador viable de 10 nm. No está fuera de discusión que la coalición de IBM podría derrotarlos. Si eso sucede, indicará que el equilibrio de poder en la industria de semiconductores finalmente se ha alejado de Intel.
El futuro de la Ley de Moore es incierto. Sin embargo, la historia termina, será tumultuosa. Los reinos serán ganados y perdidos. Será interesante ver quién termina en la cima cuando todo el polvo se asienta. Y, a corto plazo, es bueno saber que la marcha imparable del progreso humano no se irá desvaneciendo durante al menos otros años.
¿Estás emocionado por chips más rápidos? ¿Preocupado por el fin de la Ley de Moore? ¡Háganos saber en los comentarios!
Créditos de imagen: microchip de computadora a través de Shutterstock, "Croda de silicio", "Láser de iones de argón" "Logotipo Intel", de Wikimedia
Escritor y periodista con sede en el suroeste, Andre está garantizado para permanecer funcional hasta 50 grados centígrados, y es resistente al agua hasta una profundidad de doce pies.