Sin duda, nuestra vida moderna depende de las computadoras, y las computadoras dependen de chips de procesador basados en silicio. Las computadoras continúan mejorando a medida que pasa el tiempo debido a una mejor potencia de procesamiento.
La ley de Moore es la observación de que los chips de computadora se vuelven más rápidos, son más eficientes energéticamente y más baratos de producir a un ritmo predecible. Aproximadamente cada dieciocho meses se duplica el número de transistores colocados en un chip de silicio. Cada nueva generación de chips de computadora tiene aumentos de rendimiento más pequeños que la anterior.
La ley de Moore no es una ley como las tres leyes del movimiento de Newton. En cambio, es una observación de lo que estaba sucediendo en la industria de fabricación de chips.
La ley de Moore terminará. Llegará un momento en el que ya no podremos colocar más procesadores en un solo chip de silicio. Los chips de silicio parecen haber alcanzado su punto máximo en lo que respecta al rendimiento y la eficiencia. Cuando termine, los chips de silicio ya no podrán albergar transistores adicionales. Sin embargo, las nuevas computadoras y tecnología requerirán procesadores más potentes y ágiles.
Si bien algunos creen que todavía puede haber mejoras en la velocidad al estilo de la Ley de Moore hasta al menos 2025, existe el riesgo de que la ley de Moore llegue a su fin antes de que esté listo un reemplazo viable, por lo que debemos explorar alternativas para la computación basada en silicio hoy. .
Computación cuántica
La computación cuántica utiliza el poder de la física cuántica, aprovechando el poder de las partículas subatómicas. Ofrecerá una potencia de procesamiento y una velocidad actualmente inimaginables proporcionadas por lo que ellos llaman «qubits».
El principal problema con la computación cuántica en este momento es que quienes trabajan con el concepto aún tienen que superar la velocidad con la que ya se completa una tarea utilizando tecnología convencional basada en silicio. Esa velocidad ha permanecido fuera de su alcance.
Grafeno y Nanotubos de Carbono
El grafeno es una capa única de átomos de carbono que se cree que es el material más fuerte de la tierra. Es 200 veces más fuerte que el acero pero lo suficientemente elástico como para estirarse entre un 20% y un 25% más de su longitud original. Es excepcionalmente ligero y conduce el calor y la electricidad mejor que otros materiales conocidos. El grafeno está hecho de carbono, por lo que es extremadamente abundante, pero pueden pasar años hasta que esté disponible para la producción comercial.
El grafeno no se puede utilizar como interruptor. Los semiconductores de silicio se pueden encender y apagar con una corriente eléctrica, pero el grafeno no, por lo que usar grafeno daría como resultado una computadora que no se puede apagar.
Si el grafeno puede reemplazar los chips de silicio, vemos la posibilidad de tecnología como computadoras portátiles plegables, transistores ultrarrápidos y teléfonos celulares que no se rompan.
Lógica nanomagnética
NML depende de conjuntos de nanoimanes. Estos imanes varían en tamaño desde unos pocos nanómetros hasta unos pocos cientos de nanómetros. Los nanoimanes funcionan como el silicio, pero en cambio, el proceso se basa en el cambio de magnetización para crear el código binario. Utiliza interacciones dipolo a dipolo (la interacción entre los polos norte y sur del imán) para transmitir datos y, como no requiere electricidad, solo necesita una pequeña cantidad de energía para funcionar.
Informática fría
Si bien esta no es necesariamente una tecnología completamente nueva, es un concepto que los fabricantes ven como una forma de extender la vida útil de la Ley de Moore. Al reducir la temperatura del chip, habrá menos fugas de corriente. Esa temperatura fría reducirá el voltaje de umbral al que cambian los transistores. El uso de la computación en frío puede brindarnos de cuatro a diez años adicionales de escalado en el rendimiento y la potencia de la memoria.
Semiconductores compuestos
Los semiconductores creados a partir de dos o más elementos son más rápidos y eficientes que el silicio solo. Estos semiconductores ya están disponibles y pronto encontrarán su camino en los teléfonos 5G y 6G, dándoles más velocidad, un tamaño más pequeño y una mejor duración de la batería.
Atómico
La tecnología ha evolucionado hasta el punto en que podemos manipular materiales hasta el nivel atómico. La tecnología de chips no es una excepción. IBM ha ideado una forma posible de almacenar datos en un solo átomo. Hoy se necesitan 100.000 átomos para almacenar un solo 1 o 0.
Los átomos son inestables por naturaleza, por lo que para que esta sea una opción viable, se necesitará más lógica para cosas como la corrección de errores.
¿Qué reemplazos son más probables?
Los semiconductores compuestos son la única opción viable en la actualidad para los procesadores basados en silicio. Más allá de eso, la tecnología que parece ser la más prometedora en este momento es el uso de la computación nanomagnética. También es posible que las computadoras del futuro contengan capas de varias tecnologías, cada una para contrarrestar las desventajas de la otra. Pero por el momento, nadie puede predecir con precisión cómo serán las computadoras del futuro.