La Ley de Moore, explicada para que la entiendas

La Ley de Moore, explicada para que la entiendas

Rodrigo Alonso

Cuando hablamos de procesadores (y GPUs), la conocida Ley de Moore es un término recurrente a la hora de hablar, especialmente, de litografías. Pero, ¿sabes en qué consiste y por qué es tan importante cuando hablamos de hardware? Te lo explicamos a continuación.

¿Qué es la Ley de Moore?

La Ley de Moore fue escrita por el ingeniero Gordon Moore en 1965, cuando era director de los laboratorios Fairchild Semiconductor (aunque como sabréis, posteriormente fue el co-fundador de Intel). Él fue el primero en observar una tendencia en los primeros días de la microelectrónica que definiría la estrategia a seguir por todos los fabricantes de la industria en cuanto a la cadencia de integración de transistores en los circuitos integrados.

Inicialmente, el enunciado decía que «el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrado se duplicará cada año«, aunque unos años más tarde, en 1975, modificó su propia ley para aumentar esta cadencia a cada dos años. Equivocadamente, mucha gente cree que este periodo es de 18 meses debido a que el ejecutivo de Intel, David House, hizo tal afirmación, pero hay que tener en cuenta que ese dato no forma parte de la Ley de Moore.

Vamos a poner este enunciado en perspectiva. Digamos que la superficie del circuito integrado es de un centímetro cuadrado (es un ejemplo) si hoy en esa superficie caben 1000 transistores, según la Ley de Moore dentro de dos años deberíamos ser capaces de integrar 2000 transistores en la misma superficie, y dentro de cuatro años, deberíamos poder meter 4000 transistores, y así sucesivamente duplicando la cantidad cada dos años.

Para poneros en perspectiva, este maravilloso vídeo realizado por DataGrapha nos muestra cómo ha ido creciendo la Ley de Moore desde su enunciado hasta día de hoy, y cómo han ido evolucionando los lanzamientos de procesadores en consonancia. Durante muchos momentos no se ha cumplido con esta ley, y sin embargo en otros momentos la evolución tecnológica ha permitido incluso superarla.

¿Por qué es tan importante para el hardware?

Lógicamente, para que esto sea posible es necesario reducir el tamaño de los transistores ya que, de lo contrario, no podríamos meter el doble de cantidad donde no hay espacio para hacerlo, ya que, recordemos, la ley sostiene que la superficie es siempre la misma (aunque en realidad no tiene por qué, es una relación de cantidad de transistores por unidad de superficie), para ser concretos, la unidad de medida es MTr/mm2 o millones de transistores por milímetro cuadrado.

Esta unidad es que que se usa en la actualidad y seguramente en el futuro, ya que hasta llegar al átomo todavía nos quedan décadas, debido principalmente al hecho de que cuanto más nos acercamos más complicado se vuelve incluir más transistores en 1 mm2.

Y por este motivo entra en juego la litografía, algo de lo que se habla también muchísimo cuando el tema son los procesadores. Una menor litografía significa que los transistores son más pequeños, por lo que podemos incorporar una mayor cantidad en el mismo espacio o, en otras palabras, el mismo número de transistores ocuparían menos espacio.

El proceso de fabricación o litografía se mide en nanómetros (para poneros en perspectiva de lo pequeño que es esto, un nanómetro son 10-7 centímetros, o lo que es lo mismo, 0,0000001 centímetros), y es precisamente el tamaño de los transistores. Así pues, un proceso de 14 nm significa que cada transistor mide 14 x 10-7 centímetros, o 0,0000014 cm.

Esto significa que, en comparación, en el proceso de 7 nm se puede meter literalmente el doble de transistores que con el proceso de 14 nm en el mismo espacio. Poder meter un mayor número de transistores en el mismo espacio repercute en el rendimiento y en la eficiencia energética, así que tener una litografía menor implica que el procesador será más potente y más eficiente.

Realmente la nomenclatura ha tendido con los años a tergiversarse, ya que ahora un procesador tiene varios sistemas nanométricos dentro de él, lo que significa que no está enteramente creado a un determinado tamaño en sus transistores, por lo tanto es más bien una medida de guía que de certezas. Ha habido varios intentos para poner orden en esto y guiar así más a la industria, de modo que sea comparativo entre empresas rivales, pero de momento cada una sigue un camino con su nomenclatura propia a X nanómetros.