•Notícia

“La llei de Moore ens afecta des que ens llevem fins que ens n’anem a dormir”, diu Roger Espasa, director d’Intel Barcelona —amb seu al Campus Nord de la UPC— i professor del Departament d’Arquitectura de Computadors. Però la majoria de la població la desconeix. El pare d’aquesta llei és el nordamericà Gordon Moore, doctor en física per la Universitat de Califòrnia i en química per l’Institut de Tecnologia de Califòrnia, i cofundador d’Intel, que als anys 70 va predir que cada 18 mesos es doblaria el nombre de transistors que caben en un xip i que, per tant, cada any i mig es duplicaria la velocitat dels ordinadors.

“Els ordinadors es fan amb circuits integrats o microprocessadors, que són microxips que, a la vegada, duen uns components que se’n diuen transistors i que es podrien comparar amb les cèl·lules, i un circuit, que correspondria al cos humà. La llei de Moore fa que el nombre de transistors que caben en un microxip, fet amb silici, es dupliqui cada 18 mesos, cosa que es tradueix en un augment del rendiment dels ordinadors. La feina dels enginyers que s’ocupen de l’arquitectura de computadors consisteix a traduir els transistors en rendiment”, explica Àlex Ramírez, professor del mateix departament i coordinador d’un dels grups de recerca de l’àrea de ciències computacionals del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).

 “El primer aspecte que cal destacar de la llei de Moore és que no és una llei científica física, que neix de l’observació de la natura i que sempre es compleix, en el mateix sentit, per exemple, que la llei de la gravetat enunciada per Isaac Newton”, remarquen tant Espasa com Ramírez. En realitat, es tracta d’una observació que va fer Moore i que ha abocat arquitectes de computació i la indústria dels semiconductors que fabrica els xips per als ordinadors “a treballar i fabricar els transistors de manera que es compleixi aquesta llei”, precisa Ramírez. “Des de fa 30 anys, s’ha complert indefectiblement cada 18 mesos i el que l’usuari final observa és que cada any i mig se li ofereix més capacitat, més rendiment o menys consum d’energia en la mateixa quantitat de silici”, diu Espasa.

“El procés de miniaturització dels transistors ha empès aquesta llei”, afegeix Ramírez. El que ha passat és que aquesta possibilitat de col·locar cada cop més transistors als microxips ha permès anar incrementant la velocitat, la quantitat de memòria i la capacitat de càlcul dels ordinadors. Com més transistors s’hi posen, més augmenta la quantitat de memòria que té un xip. A tall d’exemple, Ramírez explica que “el primer PC, dels anys 80, només tenia 512 k de memòria, mentre que ara un mòbil en té 32 Mb".

Però serà possible complir la llei de Moore fins a l’infinit? La realitat és que aquesta llei es troba amb certes limitacions, com el fet que, si s’augmenta molt el nombre de transistors, també creix molt el consum energètic.

“Quan es dobla la rapidesa dels ordinadors, es quadruplica el consum d’energia”, puntualitza Ramírez. A més, els ordinadors s’escalfen i, per aquesta raó, s’han desenvolupat ventiladors que els refreden. Per això, un dels reptes per als propers anys serà intentar augmentar el rendiment dels ordinadors alhora que se’n disminueix el consum.

“Tindrem molta pressió perquè els ordinadors tinguin la mateixa capacitat amb menys consum. Haurem de reduir-lo tant per motius econòmics com ecològics. Si els equips consumeixen menys, la factura elèctrica baixarà i això serà bo tant per a les empreses com per als usuaris i perquè l’impacte en l’entorn serà més petit”, explica Espasa.

Fins ara, la llei de Moore s’ha complert sempre, però es calcula que amb la tecnologia actual, anomenada CMOS (complementary metal-oxide semicon-ductor), deixarà de ser vàlida cap als anys 2020-2025. “La llei de Moore, si no s’hi troba una alternativa tecnològica, podria morir d’èxit”, diu Ramírez. La CMOS està basada en circuits que es fabriquen sobre un suport de silici al qual s’afegeixen capes de metall que es rovellen perquè siguin semiconductores, de manera que el corrent no hi passi sempre.

Segons Ramírez: “En clau de futur, no és evident què pot passar. Podrien aparèixer processadors amb un propòsit específic, és a dir, que facin que els ordinadors només executin un programa. Per exemple, un xip que només serveixi per reproduir música. El que passa és que avui en dia no es viable.”

Afortunadament, com succeeix amb la cerca d'energies renovables, els tres principals fabricants de transistors del món ja estan fent recerca en tecnologies alternatives. Entre aquestes tecnologies de relleu, Espasa avança que hi ha els nanotubs de carboni, que substituiran els transistors actuals quan ja no es puguin miniaturitzar més, i nous tipus de memòria com ara la PCM (phase change memory), de la qual ja hi ha prototips i que serà més densa i ràpida que la memòria flaix que es fa servir actualment.

També es treballa per explotar encara més la capacitat de la llei de Moore. Com? Actualment, els microprocessadors tenen 4 o 8 cores (un core és una unitat central de processament o processador). Però, ara, Intel, a través del seu projecte anomenat Larrabee, està dissenyant un microprocessador que tindrà fins a 32 cores —és a dir, un xip amb 32 processadors—. Intel i la UPC ja col·laboren en aquest desenvolupament que posarà a l’abast noves aplicacions visuals, com ara videojocs i l’animació en 3D, i fan recerca conjunta en aquest camp.

Arran d’aquesta línia de recerca, s’ensuma que el futur implicarà que es posi a l’abast de l’usuari una tecnologia cada cop més visual i intuïtiva i fàcil de fer servir, gràcies al fet que en una mateixa pastilla de silici hi hauran moltes més funcionalitats. Aquest avenç permetrà aplicar el 3D als videojocs i ja ha despertat l’interès dels fabricants de mòbils per incorporar-hi el 3D; les iniciatives a Internet per incloure-hi la tecnologia XML3D, que facilitarà penjar-hi vídeos en 3D a la Xarxa, i l’aparició de les primeres càmeres i televisors en 3D.

Mentrestant, “el despertador sona al matí gràcies a aquesta llei, que també permet que funcionin els xips, la ràdio, els ascensors, els frens i la direcció assistida del cotxe, els ordinadors de la feina, la comunicació que establim a les xarxes socials”. Val la pena, doncs, aturar-se un moment per saber més coses sobre la llei de Moore.