A era da Lei de Moore está caminhando para o fim

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A era da Lei de Moore está caminhando para o fim

Limitações físicas podem impedir que os processadores continuem dobrando o número de transistores.

Por Renan Hamann em 15 de Março de 2012

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(Fonte da imagem: Divulgação/Intel)

Você já ouviu falar na Lei de Moore? Ela diz que, a cada 18 meses, o número de transistores existentes  em  um processador  aumenta  100%  (ou  seja,  ele  dobra).  E  isso  tem  sido  uma verdade bastante visível na tecnologia (não apenas na informática, mas também em fotografia, por exemplo), como pode ser observado em uma rápida análise dos chips criados nas últimas

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décadas.

Alguns  pesquisadores  e  entusiastas  da computação  quântica  começam  a  dizer  que  a Lei  de  Moore  não  pode  ser  eterna,  afinal  de contas, é difícil que os transistores aumentem para  um  número  muito  maior  do  que  já  são. Mas  antes  de  entrarmos  com  mais  detalhes sobre  os  processadores  quânticos,  temos  de responder a uma pergunta muito importante...

Quem foi Moore, afinal?

Gordon Earle Moore é um dos fundadores da Intel, uma das maiores empresas fabricantes de chips de processamento do mundo. Porém, antes de criar a empresa, ele foi responsável pela tese que deu origem a uma das maiores leis a reger a informática. É claro que estamos falando da Lei de Moore, que foi proposta em 1965. (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia Commons) Para sermos sinceros, apesar de as proposições terem sido feitas em 1965, somente nos anos 70 elas ganharam o título de “Lei de Moore”. O responsável pelo batismo foi o professor Carver Mead, que lecionava na Caltech (uma das universidades em que Moore estudou).

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Até onde vai a lei?

Atualmente, um grupo de cientistas envolvidos com o tema diz que não é possível que a Lei de Moore dure muito tempo. Todos reconhecem a importância dela para a tecnologia mundial, mas há  outro  ponto  em  que  concordam:  não  há  como  criar  processadores  com  o  número  de transistores muito maior do que é possível hoje.

Uma das limitações, segundo Gerhard Klimeck (pesquisador da Universidade de Purdue), é o espaço físico dos processadores. Ele contou ao Kurzweil AI que os processos de fabricação já estão com menos de 50 nanômetros e dificilmente será possível fazer algo menor do que isso no futuro – o que seria necessário para abrigar mais transistores.

Intel Intanium: especula­se que tenha mais de 2 bilhões de transistores (Fonte da imagem: Divulgação/Intel)

Para que os chips pudessem reunir mais do que alguns bilhões de transistores, seria necessário também  que  eles  iniciassem  um  processo  contrário  ao  que  acontece  hoje.  Ou  seja,  os processadores  teriam  de  voltar  a  crescer,  o  que  causaria  problemas  para  a  economia  de energia, que é tão necessária na “era dos portáteis”.

Mas qual seria a solução para que os processadores pudessem continuar diminuindo, sem que seja  preciso  cortar  o  poder  de  performance  deles?  Segundo  um  grupo  de  cientistas  das universidades  de  South  Wales,  Purdue  e  Melbourne,  a  resposta  está  em  utilizar  apenas  um átomo. Sim, estamos falando de computação quântica.

Processadores quânticos

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capaz de ser controlado por transistores compostos por um único átomo de fósforo, que teria apenas 0,1 nanômetro. Isso seria muito importante para que os chips conseguissem prosseguir na diminuição gradual das últimas décadas.

O transistor atômico proposto (Fonte da imagem: Reprodução/Purdue University)

Por  enquanto,  o  que  eles  conseguiram  fazer  foi  criar  transistores  que  unem  fósforo  e  silício, criando uma estrutura com um átomo de altura e quatro átomos de largura – e que apresentou propriedades muito similares às de ligações feitas com fios e transistores com base em cobre.

A estrutura pode, inclusive, ser conectada a outras do mesmo tipo e ter tensão elétrica aplicada, respondendo  aos  comandos  de  um  dispositivo  controlador.  Em  breve,  isso  pode  ser transformado  em  um  processador  completo,  com  funções  similares  às  desempenhadas  por chips atuais.

Problemas atômicos

Quando  trabalhamos  com  átomos  pouco  estáveis,  acabamos  esbarrando  em  algumas limitações  complicadas.  Por  enquanto,  os  transistores  de  fósforo  e  silício  só  conseguem responder  com  a  qualidade  desejada  em  temperaturas  muito  baixas  (cerca  de  196  graus negativos), o que exige um resfriamento criogênico dos componentes.

(Fonte da imagem: Reprodução/University of South Wales)

Cada  átomo  se  anexa  a  um  canal  para  conseguir  operar  como  um  transistor.  Para  que  o funcionamento seja normal, os elétrons precisam ficar nesses mesmos canais. O problema é que,  com  temperaturas  mais  altas,  os  elétrons  se  movem  mais  do  que  o  necessário  e “escapam” dos canais. Isso impossibilita a utilização deles.

Até quando vamos esperar?

Não é possível afirmar quando os processadores com transistores comuns serão deixados de lado.  O  fato  é  que  os  pesquisadores  têm  razão  ao  dizer  que  vai  faltar  espaço  para  tantos componentes, mas ainda não é possível utilizar outras tecnologias de maneira satisfatória.

Por enquanto, só nos resta torcer para que os avanços nas pesquisas continuem e os chips de controle  de  computadores  continuem  oferecendo  qualidade  no  funcionamento  e  tamanhos reduzidos. Ou então que os processadores atômicos cheguem logo – com preços acessíveis.

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Comentários » (2)

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Abrahão Eneias ∙   ∙ Universidade Federal da Paraíba

Acredito que ainda vai demorar muito para que o processador quântico venha a ser uma

realidade, principalmente por causa da temperatura, eis uma situação complicada de se resolver.

Reply ∙ Like ∙ Follow Post ∙ January 1 at 8:49am

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Antonildo Pereira ∙ Professor at Universidade Estadual da Paraíba (Rede UEPB) O computador quântico esta mais perto do que longe de ser uma realidade concreta !