Cuidaos de los ordenadores del mañana

Una frase que cansa ya de escucharse es la de 'la tecnología avanza una barbaridad'. Desde tus padres hasta el presentador de las noticias pasando por el quiosquero y las dependientas del Mercadona. Lo que mas jode es que es cierto.

La "ley de Moore" parece implacable y por ahora se mantiene. Cada 18/24 meses se dobla la potencia de proceso de los ordenadores, se abaratan los costes de la memoria y se miniaturizan los componentes. Pero dentro de poco se acabó.

Hay limitaciones fisicas que es dificil "saltarselas", y para mejorar la potencia de los ordenadores tal vez sea necesario cambiar la definición de ordenador. Hasta el momento los avances tecnológicos en uno u otro campo nos han permitido aumentar la potencia de los ordenadores. Al principio teníamos las válvulas de vacío y el transistor llegó para aumentar la potencia. Después la integración de cada vez más transistores en circuitos integrados nos hizo aumentar más la potencia de proceso y nos comenzó a marcar topes a cuan pequeños podrían hacerse los circuitos.

Pero, en serio, ¿que podemos mejorar para aumentar el rendimiento de lo que tenemos?

Pues realmente muchas cosas ya las estamos aplicando, como por ejemplo el usar cada vez más nucleos de proceso (procesadores, vamos) para calcular más en menos tiempo. O mejorar los sistemas de refrigeración para aumentar la frecuencia de la corriente del procesador y con ello su temperatura.

Pero la 'chicha' de verdad se encuentra en las investigaciones punteras de lo que se prepara.
- Por ejemplo, se están desarrollando transistores de grafreno (una forma hexagonal de carbono) para que sean más rapidos. Los transistores CMOS normales son resumiendo mucho un tiramisú de capitas de polisilicio, una de oxido de germanio aislante y otra de silicio semiconductor. El grafreno, por si solo, es simplemente una lamina de un atomo de espesor... y conduce mejor y más rápido.
- En vez de usar nuevos lios para disipar el calor como hacer una carcasa de aluminio (buena idea Apple, hasta que la usas en verano) o meterle un disipador más grande de esos que hacen que tu pc parezca un silencioso airbus en vuelo se están mejorando las tecnologías de los parches refrigeradores. Fabricados con una aleación nueva con propiedades mejores, teluro de bismuto, estas maravillas encierran el chip en una celosía y conviete el gradiente de temperaturas que recorre el chip en electricidad a la par que refrigera el chip... y todos ganamos.

Más divertido es el ventilador de estado solido, que es capaz de bombear aire sin partes moviles usando plasma para generar una corriente de aire. Ocupa mucho menos que un ventilador normal y es muy silencioso.
Casi mejor que ariesgarse a montar un trasto con nitrogeno liquido y rezar para que no haya fugas...

- Yo a los Chips opticos les veo más futuro, la verdad. Eso de usar fotones en vez de electrones para transmitir información lo veo muy rapido... y muy complicado. En cuestión de velocidad es como comparar un caracol con un Lamborghini Reventon, pero a ver quien es el guapo que es capaz de 'almacenar' fotones igual que hacemos con los electrones en el interior de un transistor.

Pues por ahora parece que los prototipos del MiT para transistores de un solo proton dan resultados prometedores, pero lo que veremos antes de un ordenador enteramente fotónico serán microestructuras optico-fotónicas integradas en circuitos 'convencionales', siendo parte integrante de microprocesadores... y haciendo que para variar y por ahora el cuello de botella sea la transmisión de información a través de los buses.

- Aparte de esto también mencioné las arquitecturas multinucleo del principio. Claro está que para un lego eso de tener más nucleos es como los megapixels de una camara, que cuantos mas mejor. Como se nota cuando no son informaticos o telecos.
A mayor número de nucleos, mayores complicaciones. Hay que desarrollar nuevos paradigmas para poder programar de forma paralela y trabajar sobre los mismos datos sin que exista solapamiento o similar. Recuerdo que hace años cierto tipo de tarjeta gráfica permitía conectar dos en paralelo y que una se dedicara al tratamiento de lineas impares y la otra a las lineas pares... pero esto es mucho más complicado.
El lado bueno es que, simplemente, reciclamos la tecnología que tenemos aumentando el rendimiento... que siempre sale más barato. Para que gastar en diseñar y fabricar un motor mas grande y potente si simplemente puedes meter más motores de los que ya tienes y sabes que funcionan en tu lo-que-sea.*

- Sucede también que, al adentrarnos en tamaños más pequeños se hace cada vez más complicado ensamblar componentes. Y seguro que a alguien se le ocurrió decir algo del estilo '¿y si los diseñamos de forma que se junten solos?'. Ahora a este tipo le tienen que estar montando un podio en su despacho... pero para él mismo. Ahora contamos con tecnología para 'ensamblar' moléculas utilizando nanotubos de carbono como plantilla. Las ventajas están claras: a la larga se rebajan los costes de producción y los chips defectuosos empiezan a desaparecer... y se obtienen tamaños más pequeños, que siempre es bueno para estas cosas.

- Y ya el remate del tomate es utilizar moléculas directamente como transistores. La computación molecular va de eso, de usar moleculas (por ejemplo la del ácido desoxiribonucléico o ADN) como elementos electronicos. Hace diez años unos investigadores de las universidades de Yale y Rice lograron 'fabricar' conmutadores moleculares con base de benceno, valiendose de las ramificaciones de la propia molécula como fuentes, puertas y drenadores... componentes de un transistor clásico. Y además tienen las ventajas añadidas de que serían autoensamblables y que los circuitos de moléculas más complejas ocuparían mucho menos que sus contrapartidas en silicio y demás...


De computación cuántica y de la computación biológica prefiero no hablar por ahora, pues me daba para un post entero solo de ella. Tras todos estos muros de texto solo queda preguntarse... ¿que pinta tendrán los ordenadores del futuro? Y la mejor: ¿estamos en camino de probar ya sin saberlo estas mejoras? A mi me da que si.
Vaya futuro nos espera...


OST de este Post:
David Bowie - Space Oddity
Bad Religion - i love my computer







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*[claramente no nos importa el espacio que ocupen, si no otro gallo cantaría]