¿Por qué está luchando Intel para mantenerse al día con la ley de Moore? ¿La ley de Moore está muerta?

Según lo articulado por Moore, la ley no está muerta. El recuento de transistores sigue aumentando exponencialmente (se duplica cada 2,5 años … aproximadamente). En espíritu, sin embargo, la ley de Moore ha estado muerta durante al menos 10 años.

En los primeros 40 años, el aumento de la densidad del transistor condujo a muchos otros beneficios en un ciclo virtuoso de retroalimentación: mayor velocidad, menor potencia, muchas más operaciones flotantes por julio, etc. Excepto por el conteo de transistores por unidad de área, todos los otros beneficios se han estancado. Es cierto que los transistores se están volviendo más baratos, por lo que aún vale la pena seguir adelante. Actualmente cuestan alrededor de 175 nano-dólares cada uno en una CPU, pero no están mejorando en otras formas y, de alguna manera, están empeorando gradualmente.

Ahora, la mejora del rendimiento viene con la adición de núcleos de CPU. Esto requiere una nueva infraestructura de software para aprovechar el procesamiento paralelo y no es sostenible a largo plazo, como explico a continuación. Es genial ir de 1 a 2 a 4 a 8 a 16, pero luego los números realmente comienzan a aumentar. Este es el “problema de los granos de arroz en un tablero de ajedrez”.

Una de las grandes ventajas que CMOS mantuvo en los primeros 40 años de la ley de Moore fue que las CPU usaban relativamente poca energía porque los transistores que no estaban cambiando no disipaban energía (no usaban energía). Dos cosas están cambiando para que eso sea menos cierto: 1) los transistores muy pequeños que se fabrican ahora realmente disipan energía incluso cuando no cambian debido al túnel cuántico y 2) los núcleos paralelos que funcionan simultáneamente disipan energía al mismo tiempo, una porción cada vez más grande de El circuito está activo en cualquier momento.

Ya no es suficiente cabalgar sobre la ola de la ley de Moore. Los próximos grandes saltos serán en el software a medida que exprimimos más y más rendimiento e inteligencia de cada CPU.

Primero, Intel no es el final de la ley de Moore; el hecho de que Moore fuera cofundador de Intel es casi tanto como existe una relación. Ya ninguna empresa puede permitirse la I + D básica, razón por la cual la investigación básica más avanzada se realiza a través del consorcio industrial SEMATECH combinado con I + D miembro que incluye Intel pero también TSMC, Global Foundries, Texas Instruments, etc. Hay otros consorcios y empresas conjuntas privadas también están en marcha.

En segundo lugar, los problemas de Intel en estos días se deben al final de la era de las PC: las PC como empresa se han derrumbado porque los dispositivos móviles han reemplazado la mayor parte del mercado de “dispositivos informáticos”. Es por eso que todos los proveedores de PC, excepto Apple, han tenido una disminución compuesta del 10-12% en ingresos en los últimos 6 años o más. Eso equivale a una caída acumulativa del 50%. Dado que todas las PC usan procesadores Intel y el mercado de PC es el principal mercado de Intel, mientras que Apple y Samsung ahora dominan el “nuevo mercado móvil” usando procesadores ARM, este es un problema importante para Intel. Necesitan “pivotar” a un nuevo mercado o nuevo producto o ambos para mantener el crecimiento. Las PC no desaparecerán (por lo que Intel siempre ganará algo de dinero con sus procesadores), pero las PC nunca volverán a crecer como lo hicieron desde 1984 hasta 2008: el transitorio de crecimiento ha terminado y estamos en la “PC posterior al pico” era ahora.

Tercero, la Ley de Moore no está muerta, pero se ha ralentizado. La “tasa de duplicación de 18 meses” es literalmente una tasa de capitalización de ~ 45% CAGR. Hay componentes tecnológicos clave que felizmente se limitaban a esa tasa según las reglas de escalamiento clásicas hasta ~ 2000, que ahora están cojeando a un ritmo de 4-6% (lo que está más cerca de una tasa de duplicación de 15-18 años). Por ejemplo, las tasas de reloj, que son una de las más evidentes públicamente. Consulte los documentos de la hoja de ruta de la industria internacional de semiconductores SEMI / IRTS para obtener detalles sangrientos. Así que ahora los avances son “más holísticos y complejos” en lugar de duplicar un simple parámetro: el efecto neto es el progreso pero es más matizado. La Ley de Moore simplificó las cosas a un solo parámetro que ahora no es realmente posible.

Las pilas de compuerta High-k son el (nuevo) ejemplo clásico de esto: no puede simplemente extrapolar la antigua escala a exactamente qué, cómo y por qué de todos sus detalles, características, funciones y apalancamiento. En lugar de que una cosa cambie, es una docena de cosas que interactúan. 3D Flash es otro ejemplo.

Lea sustrato de germanio de silicio, compuertas k, nano tubos de carbono, matrices 3D. Las cosas están cambiando y creo que la TACC de crecimiento anual del 45% para alcanzar una duplicación de 18 meses es una pregunta difícil, pero pronto daremos un salto cuántico.