La legge di Moore è ancora valida?

La legge di Moore è ancora valida?

04.05.2017 | La regola alla base dell’innovazione tecnologica è da tempo data per morta (e poi risorta): ma dove sta la verità?

All’inizio del 2016, la legge che da 50 anni detta il ritmo dell’innovazione tecnologica va incontro un brusco, ma non imprevisto, stop: Intel, la storica azienda leader nella produzione di chip, annuncia che per il terzo anno consecutivo i suoi processori avranno lo stesso livello di miniaturizzazione. In quel preciso istante, la legge di Moore – secondo la quale il numero di transistor presenti in un chip raddoppia ogni 24 mesi, consentendo di aumentare le performance del chip – viene dichiarata morta. La pietra tombale sulla legge enunciata 52 anni fa da Gordon Moore (uno dei fondatori di Intel) la pone un paper pubblicato negli stessi giorni da Nature: “I microprocessori più evoluti oggi hanno componenti attorno ai 14 nanometri, più piccoli di alcuni virus. Attorno al 2020, anche mettendocela tutta, arriveremo al limite fisico di 2-3 nanometri, in cui le componenti sono di appena 10 atomi”. E a quel punto, sarà praticamente impossibile riuscire a governare il comportamento degli elettroni.

Una brutta notizia, visto che i progressi tecnologici, finora, si sono basati proprio su questa legge: "Uno dei più importanti benefici della Legge di Moore era la possibilità di coordinarsi", ha spiegato Neil Thompson del MIT di Boston. "Sapevo che in due anni avrei potuto contare su una certa quantità di potenza e che potevo quindi sviluppare una determinata funzionalità”. Nonostante i limiti fisici che si stanno approssimando, l'eventuale morte della legge di Moore non significa certo la fine dell’innovazione tecnologica. Il numero di transistor presenti in un chip magari non raddoppierà più ogni due anni (all’inizio, tra l’altro, la legge prevedeva che questo raddoppio avvenisse ogni 18 mesi), ma questo non vuol dire che non aumenti più. Anzi: Intel (e non solo) sta attualmente sviluppando transistor da 10 nanometri (costituiti quindi da non più di una quarantina di atomi) che saranno utilizzati per un nuovo chip in commercio all'inizio del 2018.

Ma queste notizie non accontentano Intel, che ormai da più di un anno porta avanti la sua personale battaglia, più o meno contro tutti, per diffondere la buona novella: la legge di Moore è ancora viva. “Per prima cosa, troppe persone hanno scritto non sempre a proposito della morte della legge di Moore”, ha annunciato Mark Bohr, direttore del processo di architettura di Intel. “E numero due, Intel ha sviluppato delle tecnologie che non solo provano che questa legge è ancora viva, ma che continuano anche a offrire i migliori benefici in termini di densità, costo delle performance e potenza”.

Com’è possibile che la legge di Moore sia viva se Intel ha, diciamo così, saltato un giro (o anche due) nella miniaturizzazione dei componenti dei suoi chip? In effetti, è tutta una questione di metriche utilizzate per i calcoli: “La formula di Intel prevede di contare quanti transistor sono presenti nelle diverse tipologie di elementi di una cpu e quale tipo di distribuzione abbiano nelle differenti aree del chip. Il risultato è che, per esempio, gli attuali processori da 14 nm di Intel hanno una densità di circa 40 milioni di transistor per millimetro quadrato (più di quelli presenti stimati nelle lavorazioni da 10 nanometri della concorrenza) e la futura generazione di processori da 10 nanometri in arrivo tra la fine di quest’anno e l’inizio del prossimo ne avrà 100 milioni”, si legge su Nòva del Sole 24 Ore.

In poche parole, c’è voluto del tempo in più, ma i progressi saranno superiori. Con il risultato di tenere in vita la fatidica Legge. Non è tutto, sempre stando a quanto riporta Fast Company questa “ovvia positiva conclusione” è stata messa in secondo piano da alcuni competitor di Intel, che hanno voluto mettere in risalto i loro progressi nel processo di manifattura dei chip nonostante abbiano portato avanzamenti minori in termini di densità dei transistor su una data superficie. Le conclusioni di Intel, tra l’altro, sembrano raccogliere il favore degli analisti, che sottolineano anche la necessità che tutti i produttori trovino un accordo sulla metrica da utilizzare per calcolare l’avanzamento tecnologico.

 

È importante, però, sottolineare un altro aspetto: nonostante i progressi, i processori di Intel non sono più in grado da tempo di tenere un ritmo esponenziale per quanto riguarda la performance: già a partire dal 2003, in effetti, la percentuale in termini di performance è scesa dal 52% annuo fino al 22%. Il Core i7 rappresenta un avanzamento del 15% rispetto al suo predecessore, e lo stesso varrà anche per il prossimo i8. “Ma Gordon Moore non ha mai parlato di performance, solo del fatto che la densità dei transistor sarebbe raddoppiata”, prosegue Bohr. E nonostante la performance sia, ovviamente, l’aspetto più importante, il progresso in termini di densità permette comunque di far costantemente diminuire il costo per transistor e quindi di rendere sempre meno costoso il prodotto finale.

Il grafico che mostra la crescita esponenziale del numero di transistor presenti in un chip

E per il futuro? Nonostante le precisazioni di Intel, sono i transistor di dimensioni sempre inferiori ad attrarre l’attenzione della stampa mondiale, come dimostrato dall’annuncio della compagnia taiwanese TSMC di essere sul punto di produrre un componente di soli 7 nanometri (con un aumento delle performance pari al 40%) e soprattutto da quello del Berkeley Lab di aver creato un transistor delle dimensioni di un singolo nanometro, sconfiggendo ogni (apparente) limite fisico sostituendo il silicio con un nuovo materiale: il disolfuro di molibdeno, dotato di elettroni più pesanti e che quindi consentono di controllare il flusso di corrente anche attraverso gate lunghi un solo nanometro. Gate che, a loro volta, saranno realizzati in nanotubi di carbonio.

Per il momento, tutto ciò è ancora in fase esclusivamente sperimentale. Quel che conta, però, è soprattutto una cosa: l’innovazione tecnologica dei componenti base dei nostri computer è ancora ben lontano dall’andare incontro a limiti fisici insuperabili. E davanti a questo, anche la validità o meno della legge di Moore passa decisamente in secondo piano.

 
l'autore
Le Macchine Volanti