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O que diz a Lei de Moore?

O que é a Lei de Moore? Descubra o que ela significa para a computação, e por que está cada vez mais difícil segui-la

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32 semanas atrás

Você já deve ter ouvido falar da Lei de Moore — mais precisamente Gordon E. Moore, cofundador da Intel. Trata-se de uma observação que dita a mais de 50 anos o ritmo da evolução na computação eletrônica, mas que vem aos poucos caindo em desuso, pela dificuldade cada vez maior em produzir processadores melhores e mais rápidos.

TobiasD / processador / Pixabay / lei de moore

O que diz a Lei de Moore?

A Lei de Moore não é uma lei propriamente dita, e sim uma observação feita pelo engenheiro Gordon E. Moore, cofundador da Intel. Em 1965, ele publicou o artigo “Cramming More Components onto Integrated Circuits” (PDF) em que defendia a inserção de cada vez mais componentes em circuitos integrados, de modo a investir na miniaturização para viabilizar o desenvolvimento de novos e melhores computadores.

Moore especulou que em 1975 (em dez anos), um semicondutor de 63,5 cm2 conseguiria comportar cerca de 65 mil componentes, estipulando que o número dobraria a cada ano:

“A complexidade para componentes com custos mínimos tem aumentado em um fator de dois por ano. Certamente em um curto prazo, pode-se esperar que esta taxa se mantenha, se não aumentar. A longo prazo, a taxa de aumento é mais incerta, embora não haja razões para acreditar que não se manterá constante por pelo menos dez anos.

Isso significa que, em torno de 1975, o número de componentes por circuito integrado para um custo mínimo será de 65.000 (nanômetros). Eu acredito que circuitos grandes como este poderão ser construídos em um único componente.”

Ou seja, o postulado original de Moore previa que o número de transístores em um circuito integrado de uma mesma área (no caso, em processadores) dobraria a cada ano; em 1975, o cofundador da Intel reviu sua afirmação, para um período mais realista, em que o número de transístores dobraria a cada dois anos.

Com o tempo, a Intel substituiu a expressão “número de transístores” por “poder computacional”, que é a atual base para o desenvolvimento de novos chips.

Wikimedia / gráfico mostrando relação entre os anos e o aumento do número de transístores / lei de moore

Gráfico mostra o aumento no número de transístores em processadores, de 1971 a 2016 (Fonte: Wikipedia)

Por 50 anos, a Lei de Moore serviu de norte para a Intel (e para AMD e outras empresas do ramo), que religiosamente apresentou por décadas novos processadores duas vezes mais potentes a cada dois anos. O ciclo foi informalmente chamado de “tick-tock”, onde o “tick” era a introdução de um novo processo de litografia e miniaturização, onde o espaço entre os transístores era reduzido para permitir a inserção de mais componentes; e o “tock” a implementação de mudanças profundas no microcódigo, para fins de otimização do consumo energético, e entregando uma nova arquitura.

Em suma, o “tick-tock” era um ciclo bienal de processo e arquitetura. O último “tick” da Intel foi lançado em outubro 2014, com a introdução dos chips Broadwell de 14 nanômetros. Já o “tock”, a linha Skylake foi introduzida em agosto de 2015. Foi nessa época que a Intel começou a se complicar com o processo de miniaturização: graças aos limites da Física, está cada vez mais difícil atochar componentes nos processadores.

Surge a Estratégia PAO

Como a Intel ainda não conseguiu se acertar com o processo de 10 nanômetros, a geração Cannon Lake (que deveria ser o próximo “tick”) não deu as caras, e a empresa resolveu abandonar a Lei de Moore em prol de um novo ciclo, chamado Estratégia PAO (Processo-Arquitetura-Otimização).

O PAO consiste no processo de três anos, de modo a estender o ciclo de vida de uma arquitetura e dar mais tempo para implementar novo processo de miniaturização.

Intel PAO / lei de moore

Como funciona agora? 

No primeiro ano (Processo) é introduzido um novo processo de litografia; no segundo (Arquitetura) são implementadas as mudanças características do antigo “tock”; e no terceiro (Otimização) todo o conjunto é profundamente otimizado, de modo a extrair o máximo em performance da arquitetura atual antes de lançar um novo processo.

Dentro da Estratégia PAO, a Intel lançou os chips Kaby Lake de sétima geração (Processo), os Coffee LakeWhiskey Lake e Amber Lake, de oitava geração (Arquitetura) e recentemente, os de nona geração (Otimização), todos processadores de 14 nanômetros. A Intel promete a geração Sunny Lake, que finalmente será impressa em 10 nanômetros para 2019, se nada mais der errado.