La Ley de Kurzweil, una extensión de la Ley de Moore

La ley de Kurzweil es una extensión temporal y tecnológica de la Ley de Moore. Por todos es bien conocida la Ley de Moore que Gordon E. Moore enunció en 1965. Esta ley nos dice que el número de transistores que tiene un chip se dobla cada 24 meses, es decir, que la densidad de transistores en los chips se duplica cada dos años. Dado que además se dan otras mejoras tecnológicas, esto se suele reflejar en que la potencia de los ordenadores se multiplica por 2 cada 18 meses. Una tendencia similar se aplica a otro tipo de dispositivos electrónicos como la red, la memoria, etc. Es más, si nos ceñimos a la lista de los ordenadores más potentes del mundo, top500.org, la potencia de estos se duplica cada 14 meses, en los últimos 20 años la potencia de los superordenadores se ha multiplicado por 500.000.

Primer circuito integrado de la historia, de J. Kilby.

La Ley de Moore tiene una gran relevancia porque predijo un crecimiento exponencial de la potencia de los ordenadores, y la electrónica en general, tan solo 7 años después de la creación del primer circuito integrado y esta se sigue cumpliendo con gran precisión casi 50 años después de enunciarla a pesar del enorme incremento supone una ley de crecimiento exponencial.

Si bien la Ley de Moore es muy conocida, no lo es tanto la Ley de Kurzweil. Esta Ley nos dice que la potencia de cálculo ha ido creciendo exponencialmente desde la creación de las primeras máquinas capaces de computar automáticamente mediante el uso de tarjetas perforadas a principios del siglo XX.

En la figura inferior se muestra la evolución temporal del número de operaciones por segundo que realizaban diferentes máquinas a un costo fijo. Como podemos observar las máquinas mecánicas a base tarjetas perforadas inventadas a principio del siglo XX fueron mejorando e incrementando su potencialmente durante 35 años hasta que las primeras máquinas con relés electromecánicos tomaron el relevo. Evidentemente, los relés electromecánicos responden mucho más rápido que los mecánicos y esta tecnología se usó durante un breve periodo hasta que en la década de los 40 fueron totalmente sustituidos por las válvulas de vacío, elementos totalmente electrónicos y que no dependen de lentos movimientos mecánicos. Las válvulas de vacío dieron paso tras dos décadas a los transistores, dispositivos equivalentes pero construidos con materiales semiconductores mucho más baratos, longevos, con consumos mucho menores, etc. con los que se construyeron las computadoras en la década de los 60. Y finalmente tras las tarjetas perforadas, los relés electromecánicos, las válvulas de vacío y los transistores llegamos al quinto paradigma tecnológico: el circuito integrado. En realidad, este representa un paso adicional en el que los transistores se han miniaturizado y se integran varios en el mismo dispositivo, la tecnología electrónica se ha basado en estos dispositivos desde 1970.

Ley de Kurzweil

Tras 40 años de evolución cada vez se ve más cerca el fin evolutivo de esta tecnología. La miniaturización de los transistores es el proceso fundamental que ha permitido el aumento de la potencia de estos dispositivos al poder integrar más transistores en la misma área, mantener el consumo eléctrico a raya, reducir las distancias en los elementos, etc.  Pero parece que esta minitaturización va a encontrar no un límite tecnológico, sino con uno físico. El transistor, elemento fundamental de los circuitos integrados tiene dos modos en los que se puede cambiar y que lo hacen funcional: el estado de corte, cuando no pasa corriente por el transistor y el estado de operación cuando si pasa corriente. La miniaturización del transistor está llevando a que se construyan unos transistores tan pequeños que llegará un momento que la distancia entre la entrada y salida de la corriente será tan pequeña que será imposible colocar el transistor en modo de corte al no poder crear una barrera lo suficientemente eficaz como para impedir el paso de corriente. Esto es porque cuando la barrera se haga lo suficientemente pequeña en el modo de corte todavía habrá suficiente corriente debido al conocido efecto túnel de la mecánica cuántica, es decir, no será posible poner el transistor en modo de corte.  Siempre ha sido difícil determinar cuando se llegará a este límite, ahora se sitúa en el año 2026. Esto no significa necesariamente el avance tecnológico se detendrá, sino que seguramente surgirá otro nuevo paradigma tecnológico que sustituya al agotado transistor tradicional. Las grandes compañías tecnológicas lo saben y trabajan en ver que tecnología despuntará y se posicionará como el próximo paradigma tecnológico.