Have we reached the limit of computer power? - Sajan Saini and George Zaidan

Traductor: Lucía G. Revisor: Sebastian Betti

In the Netherlands, there’s an ambitious company

En los Países Bajos, hay una empresa ambiciosa

that builds one of the most advanced and expensive tools in the world:

que construye una de las herramientas más avanzadas y caras del mundo:

a single unit costs hundreds of millions of dollars.

una sola unidad cuesta cientos de millones de dólares.

And when companies buy one,

Cuando las empresas compran una,

they also need 250 engineers to install the 165-ton device

también necesitan 250 ingenieros para instalar el dispositivo de 165 toneladas

in a process that typically takes half a year.

en un proceso que normalmente lleva medio año.

But despite this steep cost in time and money,

Pero, a pesar de este elevado coste en tiempo y dinero,

many microchip makers desperately want one of these machines.

muchos fabricantes de microchips desean desesperadamente una de estas máquinas.

The hundred-million-dollar question is: why?

La pregunta de los cien millones de dólares es: ¿por qué?

The answer has to do with something called Moore’s Law.

La respuesta tiene que ver con algo llamado Ley de Moore.

First coined by Intel co-founder Gordon Moore,

Esta ley, acuñada por primera vez por el cofundador de Intel, Gordon Moore,

this law states that every 1 to 2 years

establece que cada 1 o 2 años se duplicará

the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.

el número de transistores que caben en un chip de ordenador de tamaño determinado.

And by extension, the rough number of calculations that chip can do per second

Y, por extensión, también se duplicará la cantidad aproximada de cálculos

que un chip puede hacer por segundo.

will also double.

Now, this law isn't a physical law like gravity.

Esta ley no es una ley física como la gravedad.

It’s just a trend Moore observed during the early 1960s.

Es solo una tendencia que Moore observó a principios de la década de 1960.

But chipmakers turned that trend into a goal, and in turn,

Pero los fabricantes de chips convirtieron esa tendencia en un objetivo

mientras los consumidores anticipan que el progreso informático

consumers learn to expect computing progress to continue

continúe a este ritmo exponencialmente rápido.

at this exponentially fast pace.

And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.

Y lo sorprendente es que prácticamente lo ha hecho durante seis décadas.

Thanks to Moore’s Law, chips have gotten smaller, faster,

Gracias a la Ley de Moore, los chips se han vuelto más pequeños,

more efficient, and cheaper.

rápidos, eficientes y económicos.

But today, there are four key problems that trip up this trend,

Pero, hoy en día, hay cuatro cuestiones que hacen fracasar esta tendencia,

potentially ending Moore’s Law

lo que podría acabar con la Ley de Moore

and fundamentally changing how we make progress in computing.

y cambiar radicalmente la forma en que avanzamos en la informática.

The first is transistor size.

El primero es el tamaño del transistor;

Transistors are basically on/off switches,

que son básicamente interruptores de encendido/apagado,

and these building blocks of digital computing have been shrinking

y estos componentes básicos de la computación digital se han ido reduciendo

since the 1960s.

desde la década de 1960.

But recently they’ve gotten so small,

Pero recientemente se han vuelto tan pequeños

quantum physics has begun to interfere with their functions.

que la física cuántica ha empezado a interferir con sus funciones.

When a transistor’s switch, or gate, is less than 20 nanometers,

Cuando el interruptor, o puerta, de un transistor mide menos de 20 nanómetros,

electrons will tunnel along it continuously,

los electrones forman túneles en él de forma continua,

turning a crisp on/off switch into a hazy dimmer.

lo que convierte un nítido interruptor de encendido/apagado en un atenuador borroso.

The second problem is heat.

El segundo problema es el calor.

As chipmakers make components smaller and more complex,

Mientras los fabricantes hacen a los componentes más pequeños y complejos,

the copper lines that run between them need to be thinner and longer.

las líneas de cobre que discurren entre ellos deben ser más delgadas y largas.

This increases their electrical resistance and generates high heat

Esto aumenta su resistencia eléctrica y genera un alto nivel de calor

that impairs chip performance and can’t be easily dissipated.

que perjudica el rendimiento de los chips y no se puede disipar fácilmente.

Today’s chips can already run hot enough to cook an egg,

Los chips actuales ya pueden calentarse lo suficiente como para cocinar un huevo,

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

y solo se predice que las temperaturas aumenten sin nuevas innovaciones.

While both these issues represent limits in the fundamental physics of chipmaking,

Si bien ambos problemas limitan la física fundamental de la fabricación de chips,

researchers haven't stopped trying to solve them.

los investigadores no han dejado de intentar resolverlos.

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

Desafortunadamente, sus soluciones suelen agravar el tercer problema principal:

chipmaking’s environmental impact.

el impacto ambiental de la fabricación de chips.

For example, swapping copper lines for ruthenium

Por ejemplo, cambiar las líneas de cobre por rutenio podría ayudar

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller—

a empaquetar mejor los transistores y reducir el tamaño de los chips.

but that metal is far scarcer than copper

Pero ese metal es mucho más escaso que el cobre

and would require new mining infrastructure.

y requeriría una nueva infraestructura minera.

Similarly, the technology currently used to make today’s smallest transistors

Asimismo, la tecnología utilizada ahora para fabricar transistores más pequeños

requires huge amounts of energy and chemicals

requiere enormes cantidades de energía y sustancias químicas

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

denominadas perfluoroalquilos y polifluoroalquilos,

que pueden tardar miles de años en descomponerse en el medio ambiente.

which can take thousands of years to break down in the environment.

Managing these first three problems contributes to the final issue: cost.

La gestión de estos tres primeros problemas

contribuye a la última cuestión: el costo.

To keep achieving Moore’s Law,

Para seguir cumpliendo la Ley de Moore,

chipmakers have to make individual chip components smaller.

los fabricantes tienen que reducir el tamaño de los componentes individuales.

And this is where that costly $400 million machine comes in.

Y aquí es donde entra en juego esa cara máquina de 400 millones de dólares.

This marvel of chip-making science shoots a stream of tin droplets

Esta maravilla de la ciencia industrial de chips dispara un chorro de gotas de estaño

into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser

en una cámara de vacío antes de lanzarlas con un láser de alta energía

that vaporizes the tin to create plasma.

que vaporiza el estaño para crear plasma.

In turn, the plasma emits a 13.5 nanometer wavelength of ultraviolet light

A su vez, el plasma emite una longitud de onda de luz ultravioleta

de 13,5 nanómetros

that can be used to produce incredibly small transistors.

que se puede utilizar para producir transistores increíblemente pequeños.

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers

Esta notable hazaña de ingeniería

ha ayudado a los fabricantes de chips a cumplir con la Ley de Moore.

keep up with Moore’s Law.

But as chips keep getting denser,

Pero mientras los chips se vuelven más densos,

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

las intrincadas plantas de fabricación se vuelven más caras.

This trend has been so consistent, it’s actually earned the nickname

Esta tendencia ha sido tan constante

que se ha ganado el apodo de la Segunda Ley de Moore.

Moore’s Second Law.

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

Obviamente, todas estas trayectorias son insostenibles.

Manufacturing plants can’t keep increasing in price,

Las plantas de fabricación no pueden seguir aumentando de precio,

our ecosystems can’t endure endless mining and pollution,

nuestros ecosistemas no pueden soportar la minería y la contaminación sin fin,

and the laws of physics are unlikely to change anytime soon.

y es poco probable que las leyes de la física cambien pronto.

Fortunately, Moore's Law is flexible,

Afortunadamente, la Ley de Moore es flexible

and there’s no reason we can’t introduce new goals

y no hay motivo para que no podamos introducir nuevos objetivos

to keep making computing progress responsibly.

para seguir avanzando en la informática de forma responsable.

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

¿Quizás podríamos introducir una nueva ley de sostenibilidad?

Smaller transistors already use less material and produce less e-waste,

Los transistores más pequeños ya utilizan menos material

y producen menos residuos electrónicos,

and advancements in electronic-photonic integration

y los avances en la integración electrónica-fotónica

are allowing chips to use less energy and generate less heat.

están permitiendo que los chips usen menos energía y generen menos calor.

So perhaps chips should be made twice as sustainable every several years?

¿Quizás los chips deberían hacerse el doble de sostenibles cada varios años?

Whatever the answer is,

Sea cual sea la respuesta,

we make the laws, so the future is up to us.

nosotros hacemos las leyes,

por lo que el futuro depende de nosotros.