O que é a lei de Moore e por que ela é tão importante no mundo da tecnologia?

Em Tecnologias inovadoras por André M. Coelho

Se você usa a internet já algum tempo, provavelmente você ouviu falar sobre a Lei de Moore em algum momento. Muitas vezes criticada, outras vezes incompreendida, ela é raramente questionada como uma lei para as empresas de tecnologia. Mas o que é a Lei de Moore, tão famosa?

Lei de Moore: o que é?

A maneira mais geral possível de declarar a Lei de Moore é esta: o poder de computação tende a duplicar aproximadamente a cada dois anos. Ela ganhou notoriedade porque as pessoas gostam de leis que as permitem prever o futuro de uma das maiores indústrias do mundo, mas a base muito física para este princípio significa que é um pouco diferente e menos confiável do que muitas pessoas acreditam.

Fim da lei de Moore? É possível?

No entanto, a Lei de Moore não será sempre verdadeira. Lembre-se de que quando Moore fez sua previsão original, ele previu uma duplicação a cada ano, mas ele rapidamente modificou isso para cada dois anos. As limitações físicas na fabricação desses chips podem facilmente empurrar esse número de volta para cinco anos ou mais, efetivamente invalidando a Lei de Moore para sempre

A Lei de Moore é uma linha guia para aqueles que querem desenvolver processadores, estabelecendo um crescimento do poder de computação ao longo dos anos. (Foto: Create Pro)

As limitações da Lei de Moore

Hoje, todos os processadores de consumo são feitos de silício que é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, após o oxigênio. Mas o silício não é um condutor perfeito, e os limites para a mobilidade dos elétrons que ele carrega impõem um limite rígido sobre a densidade com que você pode embalar transistores de silício. Não só o consumo de energia é uma grande questão, como um efeito chamado tunelamento quântico pode causar problemas para manter os elétrons contidos além de um certo limiar de espessura.

Fora de instalações de pesquisa, os transistores de silício atualmente não tem menos de 14 nanômetros. E enquanto alguns projetos de chips de 10 nanômetros podem algum dia chegar ao mercado, é visto como uma conclusão inevitável que para manter a Lei de Moore durante um longo período de tempo, nós Teremos que criar novos e melhores materiais para serem a base dos computadores da próxima geração.

Novos materiais para processadores

Um exemplo muito citado é o grafeno, ou os tubos enrolados de grafeno denominados nanotubos de carbono. O grafeno é muitas vezes visto como uma estrutura de duas dimensões, e, portanto, permite um enorme aumento no lado físico das coisas. Por outro lado, o grafeno não possui uma faixa útil – a diferença de energia que precisamos para navegar para colidir elétrons entre as bandas condutoras e não condutoras. É assim que os transistores de silício são ligados e desligados, que é toda a base do método de computação.

Se esse problema não puder ser compensado de alguma forma, um computador de grafeno teria que abrir caminho para um novo método lógico para a computação. Um chip de computador de grafeno pode ser incrivelmente rápido, 10.000 vezes mais rápido do que um chip de silício, mas ainda não existe um modelo de processador com esse material para uso geral. Uma vez que o grafeno não pode ser facilmente ligado e desligado em quantidades grandes, não podemos simplesmente trocar em grafeno por silício e continuar com modernas arquiteturas de chips.

Além da Lei de Moore: sua importância e o que o futuro nos reserva

A lei de Moore tem sua importância, garantindo uma certa previsibilidade das atualizações na capacidade de processamento e ajudando empresas a padronizarem (e baratearem) o desenvolvimento e lançamento de novas tecnologias. Porém, ela não vai durar para sempre.

Outros materiais podem oferecer reduções mais práticas em tamanho e resistência elétrica e, de fato, permitem que a Lei de Moore continue, mas apenas se eles atingirem o mercado com rapidez suficiente. O silício-germânio, ou apenas o germânio sozinho, foram já cogitados, mas ainda não se materializaram em qualquer tipo de forma acessível. Recentemente descobriu-se que um certo material chamado tri-sulfureto de titânio pode fornecer muitas das mesmas vantagens físicas que o grafeno, mas os desafios para a fabricação continuam os mesmos.

A computação quântica pode ser outra resposta, mas a pesquisa ainda é tão preliminar que é duvidosa. Alguns acreditam que eles oferecerão uma atualização tão grande e imediata sobre os processadores modernos que muitos conceitos terão de ser revistos. No entanto, a computação quântica não vem necessariamente na forma de um computador digital programável imediatamente; Os computadores quânticos atuais não poderão executar sistemas operacionais simples mesmo que sejam mais do que rápidos o suficiente em um sentido teórico.

De todas as possíveis “soluções” para problemas iminentes com a Lei de Moore, a computação quântica ela é também provavelmente a menos realista. Tem muito potencial para aplicações específicas, mas os computadores quânticos ainda estão longe de valer a pena considerar.

O próprio Moore admitiu que sua Lei não pode continuar para sempre. É a natureza das funções exponenciais, e vão acabar chegando a um muro de limitações. Enquanto isso faz todo o sentido no mundo puramente hipotético da matemática, ela também não funciona bem no mundo real. Pode ser que a Lei de Moore se aguente por décadas ainda, ou vá perdendo gradualmente sua importância. Mas o fato é que agora, estamos apenas a acompanhando e esperando que novidades questionem a lei.

Você conhecia já a Lei de Moore? Que outras curiosidades do mundo da tecnologia você conhece?

Sobre o autor

Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.

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