El fin de la ley de Moore: prepararse para el futuro

Sin duda, nuestra vida moderna depende de las computadoras y las computadoras dependen de chips de procesador basados ​​en silicio. Las computadoras continúan mejorando a medida que pasa el tiempo debido a una mejor potencia de procesamiento.

La ley de Moore es la observación de que los chips de computadora se vuelven más rápidos, son más eficientes energéticamente y más baratos de producir a un ritmo predecible. Aproximadamente cada dieciocho meses, el número de transistores colocados en un chip de silicio se duplica. Cada nueva generación de chips de computadora tiene mejoras de rendimiento más pequeñas que la anterior.

La ley de Moore no es una ley como las tres leyes del movimiento de Newton. En cambio, es una observación de lo que estaba sucediendo en la industria de fabricación de chips.

La ley de Moore terminará. Habrá un momento en el que ya no podremos colocar más procesadores en un solo chip de silicio. Los chips de silicio parecen haber alcanzado su punto máximo en cuanto a rendimiento y eficiencia. Cuando termine, los chips de silicio ya no podrán albergar transistores adicionales. Sin embargo, las nuevas computadoras y tecnología requerirán procesadores más potentes y ágiles.

Si bien algunos creen que todavía puede haber mejoras en la velocidad del estilo de la Ley de Moore hasta al menos 2025, existe el riesgo de que la ley de Moore llegue a su fin antes de que esté listo un reemplazo viable, por lo que necesitamos explorar alternativas para la computación basada en silicio hoy. .

Computación cuántica

La computación cuántica utiliza el poder de la física cuántica, aprovechando el poder de las partículas subatómicas. Proporcionará una potencia de procesamiento y una velocidad inimaginables en la actualidad proporcionada por lo que ellos llaman “qubits”.

El principal problema con la computación cuántica en este momento es que aquellos que trabajan con el concepto aún tienen que superar la velocidad con la que ya se está completando una tarea utilizando tecnología convencional basada en silicio. Esa velocidad se ha mantenido fuera de su alcance.

Nanotubos de grafeno y carbono

El grafeno es una capa única de átomos de carbono que se cree que es el material más fuerte de la tierra. Es 200 veces más resistente que el acero, pero lo suficientemente elástico como para estirarlo entre un 20% y un 25% de su longitud original. Es excepcionalmente ligero y conduce el calor y la electricidad mejor que otros materiales conocidos. El grafeno está hecho de carbono, por lo que es extremadamente abundante, pero pueden pasar años hasta que esté disponible para la producción comercial.

El grafeno no se puede utilizar como interruptor. Los semiconductores de silicio se pueden encender y apagar con una corriente eléctrica, pero el grafeno no, por lo que el uso de grafeno daría como resultado una computadora que no se puede apagar.

Si el grafeno puede reemplazar los chips de silicio, vemos la posibilidad de tecnologías como computadoras portátiles plegables, transistores ultrarrápidos y teléfonos celulares que no se rompan.

Lógica nanomagnética

NML depende de matrices de nanoimanes. Estos imanes varían en tamaño desde unos pocos nanómetros hasta unos cientos de nanómetros. Los nanoimanes funcionan como el silicio, pero en cambio, el proceso se basa en el cambio de magnetización para crear el código binario. Utiliza interacciones dipolo a dipolo (la interacción entre el polo norte y sur del imán) para transmitir datos, y debido a que no requiere electricidad, solo necesita una pequeña cantidad de energía para funcionar.

Computación en frío

Si bien esta no es necesariamente una tecnología nueva, es un concepto que los fabricantes ven como una forma de extender la vida de la Ley de Moore. Al reducir la temperatura del chip, habrá menos fugas de corriente. Esa temperatura fría reducirá el voltaje umbral al que cambian los transistores. El uso de la computación en frío puede proporcionarnos entre cuatro y diez años adicionales de escalado en el rendimiento y la potencia de la memoria.

Semiconductores compuestos

Los semiconductores creados a partir de dos o más elementos son más rápidos y eficientes que el silicio solo. Estos semiconductores ya están disponibles y pronto llegarán a los teléfonos 5G y 6G, lo que les dará más velocidad, un tamaño más pequeño y una mejor duración de la batería.

Atómico

La tecnología ha evolucionado hasta el punto en que podemos manipular materiales hasta el nivel atómico. La tecnología de chips no es una excepción. IBM ha ideado una forma posible de almacenar datos en un solo átomo. Hoy en día se necesitan 100.000 átomos para almacenar un solo 1 o 0.

Los átomos son inestables por naturaleza, por lo que para que esta sea una opción viable, se necesitará más lógica para cosas como la corrección de errores.

¿Qué reemplazos son más probables?

Los semiconductores compuestos son la única opción para los procesadores basados ​​en silicio que son viables en la actualidad. Más allá de eso, la tecnología que parece ser la más prometedora en este momento es el uso de la computación nanomagnética. También es posible que las computadoras del futuro contengan capas de varias tecnologías, cada una para contrarrestar las desventajas de la otra. Pero por el momento, nadie puede predecir con precisión cómo serán las computadoras del futuro.

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