Intel celebra 50 años de la Ley de Moore

Ayer se cumplió el 50 aniversario de la Ley de Moore promulgada por Gordon E. Moore el 19 de abril de 1965. Moore, ingeniero y co-fundador de Intel, aseguró entonces que el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaría cada año. Diez años después revisó su afirmación ampliando el enunciado de duplicación del número de transistores a dos años.

Hay debate sobre si el cumplimiento de la Ley de Moore está llegando a su fin y si podrá cumplirse en el futuro porque el mismo Moore no aseguraba su duración para siempre y la capacidad de materiales como el silicio es limitada. Se calcula que finalizará cuando a comienzos de la próxima década Intel (u otros) alcancen procesos de fabricación de 7 nanómetros.

Lo que es indudable es su importancia porque definió la estrategia de negocios en la industria de semiconductores, permitió la aparición del microprocesador y más tarde del ordenador personal. La Ley de Moore no solo se refería a computadoras sino a cualquier tipo de circuito integrado. Un componente vital para toda la industria y que ha terminado encumbrando a la rama tecnológica a la cabeza mundial.

El efecto de la «ley» va mucho más allá de un simple aumento del número de transistores (inventados en los Laboratorios Bell de Estados Unidos el 16 diciembre de 1947 por John Bardeen) al posibilitar que la tecnología se volviera doblemente más eficaz en cada generación. Tan importante como el rendimiento ha sido la reducción de costes, con una relación inversamente proporcional y como resultado, la industria ha podido desarrollar nuevos productos y servicios. Comparado con el primer microprocesador de Intel (4004) los procesadores de 14 nm de hoy ofrecen 3.500 veces su rendimiento, 90.000 veces su eficiencia energética y un coste de 1/60 milésimos.

Y qué decir del espacio ocupado, desde una habitación completa que ocupaban las supercomputadoras de los 70 al tamaño de un smartphone actual con mayor capacidad de cálculo. Los transistores de hoy son invisibles a simple vista. Para ver un único transistor, tendríamos que ampliar un único chip al tamaño de una casa. Los primeros transistores semiconductores eran del tamaño de una uña. Como resultado de la Ley de Moore, más de seis millones de transistores tri-gate de hoy podrían caber en el punto final de esta frase.

El origen de la Ley de Moore

Nada mejor que el mismo Moore para explicar el origen de su enunciado en entrevistas realizadas en 2013 a Chemical Heritage Foundation y a Intel este mismo año:

“A principios de 1960 seguíamos desarrollando la tecnología de semiconductores y haciéndola cada vez más práctica. Era una tecnología difícil de implementar con las herramientas que inicialmente teníamos disponibles. Me convertí en el director de I + D en Fairchild Semiconductor, gestionando el laboratorio y buscando qué podríamos hacer a medida que mejorábamos la tecnología.

Entonces, la Electronics Magazine me pidió que enviara un artículo para su 35ª edición anual prediciendo lo que iba a suceder en la industria de componentes de semiconductores en los próximos 10 años. Así que tomé la oportunidad de analizar lo que había ocurrido hasta ese momento. Esto habrá sido en 1964, supongo. Miré los pocos chips que habíamos hecho y me di cuenta que pasamos de un único transistor en un chip a un chip con cerca de ocho elemento, transistores y resistencias. Los nuevos chips que llegaban tenían cerca del doble de la cantidad de elementos; aproximadamente, 16. Y en el laboratorio, estábamos creando chips con cerca de 30 elementos, buscando la posibilidad de fabricar dispositivos con el doble de esa cantidad: alrededor de 60 elementos en un chip.

Tomé un pedazo de papel semilogarítmico, tracé esto y, empezando por el transistor plano en 1959, me di cuenta de que, en esencia, duplicábamos a cada año. Extrapolé la observación y dije que íbamos a continuar duplicando cada año y pasar, de unos 60 elementos en el momento, a 60.000 en 10 años. Al final de los 10 años, si no teníamos 10 duplicaciones de la cantidad de elementos en un chip, al menos teníamos nueve. Así que uno de mis colegas –creo que fue Carver Mead, profesor de Cal Tech– la bautizó como «Ley de Moore», un nombre que se ha adherido mucho más allá de mis cálculos.”

El futuro de la Ley de Moore

Carl Anderson, un diseñador de servidores en Intel, asegurú hace cinco años en un informe presentado en el International Symposium on Physical Design que el aumento exponencial de reducción de tamaño y coste de los semiconductores se estaba acabando y con ello la Ley de Moore. Y quizá no por tecnología sino por costes: «muy pocos pueden permitirse el coste exorbitante de investigación y diseño de las próximas generaciones de chips, y mucho menos construir y mantener las fábricas para producirlos”. 

La solución para mantener la Ley de Moore (o parte de su enunciado en cuanto a rendimiento) no parece que pase por el silicio sino por otros materiales como el grafeno. Descubierto en 2004, es el material más delgado y de mayor conductividad del mundo (los electrones se mueven entre 10 y 100 veces más rápido que con el silicio) por lo que su potencial le hace perfecto para rivalizar con el silicio como base para los chips utilizados en la electrónica, computación y comunicaciones.

Más allá, tecnologías completamente nuevas como las que se están investigando bajo computación cuántica parecen ser el futuro de la tecnología. Frente a los bits de la computación tradicional capaces de adoptar un valor de 1 o 0, la información en computación cuántica se almacena en qubits (bits cuánticos) que pueden adoptar simultáneamente ambos valores (superposición).

Nuevos materiales y arquitecturas que podrían extender la idea principal de esta Ley de Moore que cumple 50 años.