Que tiempos aquellos en los que un ordenador con menos capacidad de cálculo que nuestros relojes ocupaba toda una nave dedicada. Con sus ayudantas enchufando y desenchufando cables. Fotografías en blanco y negro.
En realidad no hace tanto de la invención del transistor. Esa pequeña mezcla de metales que hace magia con la electricidad. No hace ni un siglo, la necesidad de una solución a un problema de potencia cambió el mundo. Pues esa solución resultó ser la clave de la miniaturización de los circuitos eléctricos. La llave que hizo posible que la nave industrial fuera encogiendo de tamaño hasta llegar a ser un chip tan pequeño que necesitamos un microscopio para verlo. Pues si, en la actualidad estos mágicos chips miden solo unos pocos nanómetros o nm.
En 1965, pocos años de la patente del transistor, Gordon Moore, visionario y cofundador de Intel, definió el camino a seguir. Al ser preguntado si las computadoras tipo nave tenían futuro, las defendió a capa y espada, y para ello intentó predecir el futuro. Afirmó que el número de transistores por unidad de superficie se duplicaría cada dos años. Con lo que el tamaño se reduciría a la vez que aumentaría la capacidad.
Y esta suposición, con los años, fue acertando. Hasta que toda la comunidad lo ha adoptado como dogma de fe, y se le ha dado el nombre de Ley de Moore. Pero esta no es una ley natural, es una ley humana. El número de transistores no aumenta por fuerza de la naturaleza. Sino por el ingenio humano.
Por lo que la Ley de Moore es en realidad un reto para la comunidad científico-tecnológica. Matemáticos, químicos, físicos e ingenieros de todos los indoles han tenido que aportar sus conocimientos para superar los retos de la miniaturización. Retos múltiples y diversos. Desde las técnicas de procesado, la elección de materias primas, las técnicas de fabricación, o las trampas como el efecto túnel se han ido mejorando y superando con grandes esfuerzos y carreras para llegar al siguiente hito.
En la actualidad, el peso de la evolución de esta ley ha recaído en las compañías de procesadores. Cuando vamos a comprar un ordenador, en las especificaciones aparece la generación del procesador. Y últimamente hasta un número de nanómetros correspondiente. Estamos acostumbrados a la ordenación Intel de la tecnología. Pentium, Core, Duo... Y si somos un poco curiosos con las noticias tecnológicas, sabemos que desde hace poco AMD se está subiendo a las barbas del gigante azul con sus Rizen.
¿Pero que tiene que ver esta lucha con los nanómetros?
Pues todo. Por que las gamas 3, 5 y 7 definen el número de procesadores que tiene el computador, pero estos procesadores miden su capacidad en transistores. Por lo que si somos capaces de meter más transistores en menos espacio, el procesador resultante es más potente. Lo que quiere decir, que un i3 de decima generación (Ice Lake) con sus 10 nanómetros de serie, deja tirado a un i7 de cuarta generación (Haswell) de 22 nanómetros. Y eso en solo 6 años de desarrollo.
Espera, espera. ¿Pero no sé supone que es la mitad cada dos años?
Cierto. Pero todo tiene un límite. Estamos hablando de miles de transistores en un espacio ínfimo. Y por ellos tiene que circular electrones sin perderse por efecto túnel o calentar el chip por efecto Joule. La disposición de los transistores, ahora juega un papel tan importante o más que la miniaturización. Por esta razón parece que la miniaturización se ha visto frenada.
En la actual guerra entre Intel y AMD, los chicos de Lisa Su han equilibrado las fuerzas gracias al footprint de la arquitectura Zen. Mientras los expertos intentan decidir que procesador de 10 nanómetros es mejor, la relación calidad precio parece que la está ganando AMD. Y veremos cuantas cosas más. Pues la nueva generación (11, Rocket Lake) que Intel pretende sacar en estos primeros meses del 2021 vuelve a los 14 nanómetros, frente a los 7 de algunos Zen 3 y los proyectados 5 del Zen 4. Los azules apuestan de esta forma por la arquitectura para móviles Cypress Cove. Y aunque hayan metido más transistores en los 14 nanómetros que en las generaciones anteriores, algo tiene que tener para competir no solo con AMD, sino con Apple, que parece que quiere meter mano en la pelea.
Pues los chicos de la manzana se han remangado las manos diseñando su propio procesador ARM en tecnología de 5 nanómetros. Este doble «salto» tecnológico, diseñado y por una vez cocinado en la propia compañía, ha unido 16.000 millones de transistores y la arquitectura monociclo sin segmentación de los móviles. Con estos dos principios han creado el chip Apple M1. Y con el han vuelto a dar un nuevo giro a la fabricación de ordenadores personales.
Y todo esto sucede mientras las compañías miran de reojo los progresos de las computadoras cuánticas. Pues aunque la cuántica es un viejo enemigo de la miniaturización al trabajar en espacios tan reducidos. Los procesadores cuánticos prometen unas capacidades que los clásicos no pueden ni soñar. Y ya quedan pocos nanómetros que reducir.
Mientras que los ordenadores cuánticos no salgan de los laboratorios, las compañías de procesadores seguirán impulsando la miniaturización, y esta se extenderá al resto de los sistemas tecnológicos. Pero cuando los ordenadores cuánticos, aunque sea en tamaño armario, sean una realidad, todos los focos estarán puestos en ellos. ¿Y quien seguirá impulsando las mejoras de los circuitos integrados? ¿Morirá la Ley de Moore? U otro visionario heredará su espíritu y pautará el progreso de la tecnología del futuro.
Estamos viviendo un punto de inflexión tecnológico. Los circuitos integrados abanderados por el transistor parece que están llegando al máximo de sus capacidades. Es cierto que el relevo parece claro, pero no sabemos a ciencia cierta que ocurrirá antes. No sabemos si la tecnología cuántica llegará a conseguir un desarrollo básico suficiente para sustituir la clásica cuando esta se estanque. Porque lo que es seguro, es que la miniaturización colapsará en un número pequeño de nanómetros. Y el footprint puede mejorar la eficiencia, pero como hemos dicho, tiene que haber un límite.
Puede que nos estemos acercando a ese colapso. O puede que no. El tiempo lo dirá. Y esperemos que la transición sea corta y fructífera. Y que la implementación de dispositivos para nuestro día a día no se vea perjudicada.
