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Computación

La supercomputación ya sufre los efectos del fin de la ley de Moore

Es imposible seguir encogiendo los chips al ritmo de antes, así que la industria necesita encontrar otras vías de mejorar la potencia computacional, que llegará a afectar a los smartphones en unos años

  • por Tom Simonite | traducido por Teresa Woods
  • 18 Mayo, 2016

Las apps móviles, los vídeojuegos, las hojas de cálculo y las previsiones del tiempo precisas son sólo una muestra de las revolucionarias cosas que ha permitido el fidedigno y exponencial crecimiento de la potencia de los chips informáticos durante las últimas cinco décadas.

Pero dentro de un par de años, puede que las empresas tecnológicas tengan que trabajar mucho más duro para proporcionarnos nuevos casos de uso para los ordenadores. La continua acumulación de cada vez más transistores de silicio en los chips, conocida como la ley de Moore, ha sido la materia prima de la exhuberante innovación en la computación. Pero parece estar acercándose a su fin.

El profesor adjunto de la Universidad de Michigan (EEUU) Thomas Wenisch afirma: "Tenemos que preguntarnos: ¿planteará esto un problema para áreas como los dispositivos móviles, los centros de datos y los coches autónomos? Yo creo que sí, pero en distintas escalas de tiempo".

La ley de Moore recibió su nombre en honor al cofundador de Intel Gordon Moore, que en 1965 aseveró que los transistores se encogían a un ritmo que permitía duplicar cada año el número de transistores dentro de un chip. En 1975 modificó el ritmo de modo que la cifra se duplicaba cada dos años en lugar de cada uno.


Crédito: Yukai Du.

La industria de los chips ha mantenido viva la predicción de Moore, con Intel en cabeza. Y a las empresas de computación no les ha costado encontrar usos para el suministro continuo de transistores adicionales. Pero Intel ha retrasado desde 2016 hasta finales de 2017 el lanzamiento de su próxima tecnología de transistores, con un tamaño 10 nanómetros. La empresa también ha decidido aumentar el plazo entre futuras generaciones (ver Intel confirma el freno a la ley de Moore). Y una hoja de ruta tecnológica para la ley de Moore mantenida por un grupo industrial, que incluye los fabricantes de chips más grande del mundo, está siendo desguazada. Intel ha sugerido que los transistores de silicio sólo podrán seguir encogiéndose durante otros cinco años.

Los ordenadores que llevamos en nuestros bolsillos probablemente sentirán los efectos más tarde que otros tipos de dispositivos informáticos, supone Wenisch. Los dispositivos móviles están alimentados por chips fabricados por otras empresas distintas a Intel, y generalmente se han encontrado algo rezagados frente a las tecnologías de transistores. Y los procesadores móviles no hacen pleno uso de algunas técnicas de diseño bien establecidas en los potentes procesadores para máquinas no móviles, añade. 

"Probablemente el móvil tiene un margen de una o dos generaciones", sugiere Wenisch.

Sin embargo, muchas hazañas útiles de las que son capaces los dispositivos móviles dependen de la potencia de centros de datos de 1.000 millones de dólares, donde el final de la ley de Moore representaría un dolor de cabeza mucho más inmediato. Empresas como Google y Microsoft devoran ansiosamente cada nueva generación de los chips más avanzados, con una concentración cada vez más densa de transistores.

Wenisch dice que las empresas como Intel, que dominan el mercado del chip de servidor, y sus clientes más grandes tendrán que volverse más creativos. Las alternativas para conseguir más potencia computacional incluyen trabajar más duro para mejorar el diseño de los chips y el desarrollo de chips especializados para acelerar determinados algoritmos cruciales.

Parece inevitable que surja una fuerte demanda de silicio adaptado para los cálculos computacionales necesarios para ejecutar la potente técnica de aprendizaje de máquinas llamada aprendizaje profundo. La empresa de chips gráficos Nvidia y varias start-ups ya se están desplazando en esa dirección (ver Este chip de 2.000 millones de dólares acelerará la inteligencia artificial).

Microsoft e Intel también están trabajando en la idea de ejecutar parte del código en chips reconfigurables llamados FPGA para lograr una eficiencia mayor (ver Microsoft afirma que los chips programables podrían revolucionar la inteligencia artificial). El año pasado, Intel gastó casi 17.000 millones de dólares (unos 15.000 millones de euros) en la adquisición del fabricante líder de FPGA, Altera, y está adaptando su tecnología para los centros de datos.

El director adjunto del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EEUU), Horst Simon, afirma que las máquinas de cálculo más potentes del mundo ya parecen estar sufriendo los efectos de la hora final de la ley de Moore. Los superordenadores más punteros del mundo ya no están mejorando al mismo ritmo.

"Durante los últimos tres años, hemos observado una especie de estancamiento", afirma Simon. Son malas noticias para los programas de investigación que dependan de superordenadores, como los esfuerzos por comprender el cambio climático, desarrollar nuevos materiales para baterías y superconductores y mejorar el diseño de los fármacos.

Simon dice que el venidero estancamiento de la densidad de transistores generará un interés mayor por replantear la arquitectura básica de los ordenadores entre los diseñadores de superordenadores y centros de datos. Deshacerse de determinadas características del diseño que datan de la década de 1940 podría proporcionar unos enormes avances de eficiencia (ver La máquina de los sueños de HP). Pero aprovecharnos esos avances requeriría replantear el diseño de muchos tipos de software, y obligaría a los desarrolladores a cambiar de hábitos.

Sea cual sea el tipo de ordenador que le interese, la pregunta clave consiste en si las avenidas creativas disponibles para las empresas de computación podrán generar unos beneficios similares a la ley de Moore después de que termine, según el profesor adjunto de la Escuela de Negocios Sloan del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) Neil Thompson. El experto afirma: "Conocemos otros factores importantes, pero la pregunta es: ¿son de la misma escala?".

Un motivo para creer que podrían no serlo es que las empresas tendrán que trabajar juntas de maneras nuevas y complicadas, sin el latido común que antes mantenía alineados los planes de producto y de I+D de la industria.

"Uno de los mayores beneficios de la ley de Moore es que sirve de dispositivo de coordinación", afirma Thompson. "Sé que dentro de dos años podremos contar con esta cantidad de potencia y que podré desarrollar tal funcionalidad, y si eres Intel, sabes que la gente está desarrollando con esto en mente y que habrá mercado para un nuevo chip".

Sin esta música común al son de la que bailar, los avances en la potencia computacional que beneficien a todo tipo de empresas, no sólo las que tengan unas motivaciones de igual peso para colaborar, podrían ser menos frecuentes.

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