El número de transistores contenido en un microprocesador ha tenido un aumento exponencial desde 1971, cuando Intel lanzó su primer chip. Nombrado 4004, el primer microprocesador tenía 2 300 transistores con una separación entre cada uno de 10 000 nanometros (nm), similar al tamaño de un glóbulo rojo. El chip más reciente, Skylake, tiene transistores prácticamente invisibles, separados por sólo 14 nm. La diferencia no radica sólo en el tamaño, sino también en la potencia de los aparatos que los usan.

En 1965, Gordon Moore, uno de los fundadores de Intel, señaló la posibilidad de que el número de componentes electrónicos contenidos en un circuito integrado se doblara cada año. Aunque en la década de los años setenta la tasa de duplicación se redujo a una vez cada dos años, el incremento del número de transistores se mantuvo y se conoció coloquialmente como la ley de Moore. Durante 44 años, los transistores se han duplicado 22 veces, pasando de 2 300 en un chip 4004 a más de 5 mil millones en el Xeon Haswell E-5, que Intel lanzó en 2014.

El cumplimiento del postulado de Moore se explica por las cualidades de los transistores. En efecto, uno pequeño puede prender y apagar con menor consumo de energía y más rápidamente que un transistor de mayor tamaño, por lo que los chips pueden ser de mayor tamaño, pero con más transistores y, por tanto, mejores. Así, aunque los costos de la fabricación de microprocesadores más grandes crecieron rápidamente, cada vez que los transistores se hacían más pequeños y mejoraba la capacidad de los chips, el mercado se expandía y las empresas recuperaban las fuertes inversiones en investigación y desarrollo (R&D).

Sin embargo, desde mediados de los años 2000, la ley de Moore parece haber dejado de actuar. La disminución en el tamaño de los transistores no se ha traducido en un menor consumo de energía, por lo que los microprocesadores de alta gama no están operando a una mayor velocidad, ni a menores costos. La razón principal es que se ha alcanzado un límite en la reducción del tamaño: cada transistor de Skylake es de alrededor de 100 átomos de diámetro, pero entre menos átomos se tienen almacenar y manipular el lenguaje binario es más difícil.

El diseño y la manufactura de nuevos chips son más costosos. Dos indicadores ilustran este incremento: 1) el costo de una planta para la fabricación de microprocesadores “estándar”, que podría pasar de 7 mil millones de dólares a 16 mil millones en 2020, y 2) el lento ritmo de crecimiento de los ingresos de las empresas fabricantes: entre 2011 y 2015, las ventas anuales de Intel crecieron sólo 2%.

El desfase de la Ley de Moore ya había sido advertido por las empresas. Intel por ejemplo, tiene una estrategia bianual llamada “tick-tock”: un año (tick), se lanza un chip con transistores más pequeños, el siguiente (tock) se realizan mejoras al diseño del microprocesador y se preparan nuevas disminuciones en los transistores del siguiente modelo. Sin embargo, los últimos dos modelos lanzados al mercado han salido con atraso, señalando una estrategia de tipo “tick-tock-tock”.

The Economist señala que a pesar de la dificultad de que la Ley de Moore se cumpla cabalmente, la industria sigue invirtiendo y está buscando alternativas que puedan redefinir la computadora. Una opción es aplicar la mecánica cuántica, lo que aceleraría las operaciones realizadas por las computadoras tradicionales. Otra es emular los cerebros biológicos, lo que disminuiría el uso de energía. Una más es dispersar el poder de una computadora en múltiples dispositivos y no en uno sólo, a través del internet de las cosas. En cualquier caso, el fin de la ley de Moore puede significar un anuncio de que un mundo tecnológicamente menos predecible abre la puerta a un sinfín de posibilidades que realmente aceleren el progreso.