Procesadores: a dónde vamos a parar

Como ya tengo unos pocos años, todavía me acuerdo de cuando el  ZX Spectrum tenía un procesador Z80 a 3.5 MHz (e incluso del ZX81, y del VIC-20, cuyos procesadores no llegaban al MHz). Ahora, abre uno una página de una revista de Informática y se encuentra procesadores a 500 Mhz, y ya se habla de los procesadores a 1 GHz y más. ¿A dónde iremos a parar?

Bueno, para empezar, veremos de donde venimos, o séase, qué es eso de los megahercios. Evidentemente, todo el mundo sabe que cuanto más megahercios, más rápido, pero no siempre el doble de megahercios es el doble de rápido. Los megahercios indican el número de veces que los componentes del ordenador, y en concreto el procesador, es capaz de hacer cosas cada segundo. Un procesador a 500 MHz es capaz de cambiar de estado 500 millones de veces cada segundo; y en esos cambios, puede comenzar a ejecutar una instrucción, o seguir ejecutando aquellas instrucciones que ya hubiera comenzado; generalmente, en cada ciclo o cambio de estado terminan de ejecutarse una o varias instrucciones. O séase, que si todo lo demás es igual, a más ciclos, más instrucciones que se podrán ejecutar cada segundo. Y eso indicará que todo irá más rápido, aunque no siempre sucede así, porque la velocidad de un ordenador depende de todo él, desde el procesador hasta el disco duro.

Pero volvamos al principio: ¿a donde iremos a parar? Si le hacemos caso a la Ley de Moore, que dice que la velocidad del procesador se dobla cada 18 meses, que se viene cumpliendo aproximadamente hasta el momento, en 3 años tendremos 2 GHz, en 6 años 8 GHz, y así sucesivamente.

Lo que ocurre es que no tiene porqué seguir así hasta el infinito. Cuanto más rápido va un procesador, más pequeño tiene que ser, porque los electrones, que van como máximo a la velocidad de la luz, pueden recorrer menos espacio (dividiendo 300km/s por 6 mil millones da 15cm, que viene a ser el tamaño de una placa madre). Además, al ser más pequeños, y cambiar de estado tantas veces, una serie de efectos hace que se disipe más calor (por eso los Pentium parecen verdaderas tostadoras, y necesitan tanta refrigeración). Y al ser los circuitos cada vez más pequeños, empiezan a tener lugar efectos cuánticos, porque ya no se pueden considerar los electrones un chorro, sino que cada electrón vive su propia vida.
En fin, que estamos cerca de ese límite. No mucho, pero bastante cerca. Lo que ocurre también es que cuando se acerca uno a esos límites, un cambio en la tecnología hace que deje de tener importancia: un cambio a otro tipo de circuitos (por ejemplo, basados en arseniuro de galio, o en transistores ópticos) puede hacer que la velocidad del procesador siga aumentanto, quizás sin límite. Eso ocurrió cuando empezó a llegarse al límite de las válvulas de vacío, o de los núcleos de ferrita que se usaban como memoria (y que, por cierto, aparecen en el escudo de la escuela de Informática de la Universidad de Granada). O sea, que no tenemos que preocuparnos. En dos o tres años, podremos jugar al Quake VII en pantallas que ocuparán media pared, con sombreado en tiempo real, texturas en tiempo real, gestos de dolor reales de los contrincantes, y además, con fotorrealismo.

Adiós, Mr. Chip