En el último lustro, nuestra tecnología ha experimentado un avance sin precedentes en la historia de la humanidad. Este espectacular crecimiento se debe principalmente a la aparición en los 60 de lo que hoy en día es la piedra angular en el mundo de la electrónica: el transistor. Una de las principales ventajas de estos elementos es su capacidad de integración, lo que ha permitido un progresivo aumento de la densidad de transistores por unidad de área. Este incremento en el número de transistores integrados en un chip es descrito por la ley de Moore.
Según esta predicción formulada en 1965 por Gordon Moore: "El número de transistores que podemos integrar en un chip se duplica cada dos años". Esta afirmación implica que los productos para la computación serán cada vez más rápidos, más pequeños, más ligeros y más eficientes. Dicha observación ha sido otra de las claves que ha favorecido el creciente avance de nuestra tecnología, permitiendo a los diseñadores predecir de forma fidedigna el rendimiento de futuros procesos de fabricación de transistores.
Como podemos apreciar en la gráfica, la ley de Moore pronostica de forma bastante precisa el desarrollo tecnológico experimentado en los últimos treinta años, sin embargo esta tendencia está empezando a cambiar. La principal razón de este cambio se debe a limitaciones tecnológicas en el proceso de fabricación.
La creación de transistores sobre obleas de silicio se produce mediante un proceso llamado fotolitografía, mediante el cual se transmite un patrón desde una fotomáscara a la superficie de silicio. La sucesiva aplicación de diferentes máscaras sobre la oblea produce una serie de transistores interconectados que componen el llamado chip. El progresivo decremento en las dimensiones de los transistores ha producido que hoy en día nos encontremos en el límite de esta tecnología: el tamaño de los transistores se ha equiparado a la longitud de onda de la luz, limitando las dimensiones mínimas de estos dispositivos.
Las implicaciones económicas de la ley de Moore son recogidas en la ley de Rock, que establece que el coste de una fábrica de semiconductores se duplica cada cuatro años. Hoy en día, el coste de estas instalaciones es de siete mil millones de dólares. Teniendo en cuenta las compañías normalmente invierten de un 20% a un 30% de sus ingresos en gastos de capital, actualmente sólo gigantes en el mundo de los semiconductores como Intel y Samsung se pueden permitir tal desembolso para invertir en nuevos procesos de fabricación.
Este inminente cambio en la tecnología ha generado que nuestro grupo de investigación en la Universidad de Idaho haya puesto esfuerzos en conseguir una sucesiva mejora de sistemas electrónicos sin necesidad de depender casi exclusivamente en el proceso de fabricación (como se ha hecho tradicionalmente). Nuestra apuesta se basa en el concepto de cómputo reconfigurable o hardware que puede ser modificado "al vuelo" para optimizar la ejecución de un programa, a la vez que permite explotar el paralelismo de ciertas aplicaciones. Estos nuevos sistemas conllevan notables mejoras con respecto a arquitecturas anteriores, pero también acarrea importantes desafíos que tendremos que afrontar en los próximos años.
Guillermo Conde Guerra
Electrical and Computer Engineering Department
University of Idaho
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