Cuando ser más pequeño no significa ser mejor

Uno de los aspectos más emblemáticos de Intel es que la ley de Moore, uno de los aspectos que ha potenciado siempre la empresa, fuera enunciada por uno de sus cofundadores, Gordon Moore. En 1965, Moore estableció el criterio científico de que el número de transistores en un microprocesador se duplica cada 18 meses reduciéndose a la vez el tamaño de los chips y el coste de fabricación, más tarde la ajustó a cada dos años. El transistor es el que emula los 1 y los 0 del código binario según deje o no pasar la energía a través del microprocesador. A pesar de no haber sido más que una observación que lo llevó a extrapolar su predicción, ésta se convirtió en una ley que se ha venido cumpliendo por más de medio siglo.

Sin embargo, las predicciones vinculadas a esta fórmula están chocando con sus límites ya que la física impide jugar con geometrías cada vez más pequeñas y ya que ningún crecimiento exponencial en la práctica es infinito, reducir el tamaño de los componentes es cada vez más difícil: los transistores modernos tienen elementos que se miden en decenas de átomos. Si calculamos que desde ahora hasta el año 2050, según la ley de Moore, la cantidad de transistores en un chip se duplicaría 16 veces más, sería necesario poder hacer componentes más pequeños que un átomo de hidrógeno, el elemento más pequeño que existe.

Eso, al menos ahora, parece imposible… y mucho menos rentable, dado que el sofisticado equipo necesario para producirlos se hace más caro. Eso obedece a la menos conocida pero también cumplida Segunda Ley de Moore: cada cuatro años, el costo de las plantas de producción de chips basados en semiconductores se duplicará, elevando de forma exponencial el precio de producción de cada chip que llegue al mercado. Según esto, en promedio las empresas del sector invierten unos 10,000 millones de dólares por cada planta que tienen que construir o renovar cada dos o cuatro años, pues la velocidad con la que la industria tecnológica avanza hace que se vuelvan obsoletas.

Para tener una idea de qué tan pequeño es un nanómetro no olvidemos que un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro.

Intel ha retrasado la llegada de los chips de 10 nm (nombre en clave “Cannonlake“) anunciando una tercera plataforma de procesamiento de 14 nm, “Kaby Lake”.

Con ello pondría fin al modelo de fabricación tick-tock adoptado desde 2007, donde cada “tick” es una contracción de la tecnología de proceso de la microarquitectura anterior (en resumen, cada vez más pequeños) y cada “tock” es una nueva microarquitectura, llegando cada una de ellas en años consecutivos. El cambio a tick-tock-tock por primera vez hizo saltar toda las alarmas y dar por muerta la ley.

Y ese es el golpe de gracia: si algo no es económicamente conveniente, no tiene mucho futuro. El mercado frenará la progresiva miniaturización de los transistores antes que la física. Sin embargo, el fin de la ley de Moore no significa que la revolución digital se estancará. Hay muchas maneras de mejorar la tecnología sin miniaturizar los chips.

Ante el hecho de que competidores como Qualcomm hayan alcanzado antes los 10 nanómetros Intel se mantiene convencido de que su proceso de 14 nanómetros, que ya cuenta con tres años, los mismos que según ellos le otorgan la delantera, está al nivel del de 10 nm que otros están lanzando ahora, gracias a que mediante un proceso de fabricación “similar” le es posible incluir un mayor número de transistores.

Aún en contra de la opinión de muchos que aseguran que tal fórmula ya está obsoleta por la imposibilidad física del reto, la compañía ha creado un proyecto piloto con el objetivo de intentar desarrollar chips de siete nanómetros, trabajo que no verá la luz hasta dentro de dos o tres años.

De igual forma como alternativa, nuevas tecnologías como el machine learning auguran la necesidad de nuevos tipos de chips. De hecho, IBM ya ha desarrollado su propio chip neuromórfico, llamado TrueNorth y asegura que es mucho más rápido y eficiente.

Intel afirmó que sus procesadores de 10 nanómetros van a empezar siendo un 30% más baratos que los de la competencia, a la vez que mantendrían un rendimiento superior. Aseguró también que dicha arquitectura llegará en los próximos meses al mercado con algunos procesadores como el Qualcomm Snapdragon 835; mientras que la producción de sus procesadores de 10 nanómetros Cannonlake comenzará a finales del 2017 para comercializarse el próximo año.

Los chips de 10 nanómetros permitirán una densidad de transistores 2,7 veces superior frente a las 2 veces que suele representar un cambio de este tipo cada dos años. Con esto y aunque el proceso ya no sea tan lineal y vaya cambiando con el tiempo, pues para los fabricantes no siempre es posible reducir el tamaño de fabricación tan rápido como antes, Intel intenta demostrar con esto que la Ley de Moore no está muerta y que pese al “estancamiento” del tamaño de los transistores, expresado en la cifra de nanómetros, reducir el coste por transistor ha sido clave para la empresa en esta nueva etapa que comenzó en 2014, utilizando nuevas técnicas litográficas bajo el modelo de Hyperscaling.

No es posible predecir si con ello los cambios futuros nos traerán mejores avances en menos tiempo, la competencia por la miniaturización de chips continúa y una cosa es segura pero sobretodo interesante: el fin del gran encogimiento de las últimas décadas hará que las próximas sean notablemente distintas.