O que diz a Lei de Moore? Entenda a previsão sobre o número de transistores em CPUs
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
Lei de Moore é uma observação feita por Gordon E. Moore, cofundador da Intel, que previa que o número de transistores em um processador dobraria a cada dois anos. A previsão funcionou por mais de cinco décadas, mas é desafiada pela dificuldade crescente no processo de fabricação de chips, que já atingiu escala nanométrica.
Índice
Quem criou a Lei de Moore?
A Lei de Moore foi publicada em 1965 por Gordon E. Moore, então cofundador da Fairchild Semiconductor. Ele publicou o artigo Cramming More Components onto Integrated Circuits 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, ou seja, dali a 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.
Gordon E. Moore
O número de transistores dobra em quanto tempo, segundo a Lei de Moore?
O postulado original de Moore, publicado em 1965, previa que o número de transistores em um circuito integrado de uma mesma área (no caso, em processadores) dobraria a cada ano, ou seja, 12 meses.
No entanto, em 1975, o cofundador da Intel revisou sua afirmação e estipulou que o número de transistores dobraria a cada dois anos, ou seja, 24 meses.
Fontes que citam o período de 18 meses para a Lei de Moore estão erradas. Esse número deriva de uma interpretação de David House, executivo da Intel, que afirmou que os 24 meses da Lei de Moore implicavam um aumento de 100% no desempenho de um chip (e não no número de transistores) a cada 18 meses sem aumento de consumo energético.
A Lei de Moore ainda é válida?
Sim, mas está sendo desafiada. Por 60 anos, a Lei de Moore serviu de norte para Intel, AMD e outras empresas do ramo, que religiosamente apresentaram por décadas novos processadores duas vezes mais potentes a cada dois anos.
O CEO da Nvidia, Jensen Huang, afirmou em setembro de 2022 que a Lei de Moore acabou. Ele também especulou que os preços dos semicondutores, que foram afetados pela crise dos chips durante a pandemia de Covid-19, não cairiam. No entanto, o CEO da Intel, Pat Gelsinger, reiterou que “a Lei de Moore está viva e bem”.
O que é o tick-tock da Intel?
Tick-tock foi um ciclo de lançamento de CPUs da Intel, usado até a metade da década de 2010, que acompanhava a Lei de Moore.
O tick era a introdução de um novo processo de litografia e miniaturização. Nessa etapa, o espaço entre os transistores era reduzido para permitir a inserção de mais componentes no processador.
Já o tock era a implementação de mudanças profundas no microcódigo para otimizar o consumo energético e melhorar o desempenho por clock. Embora mantivesse a mesma litografia em nanômetros, o tock trazia uma nova microarquitetura, geralmente oferecendo mais velocidade com o mesmo Thermal Design Power (TDP).
Em suma, o “tick-tock” era um ciclo bienal de processo e arquitetura. O último tick da Intel foi lançado em outubro de 2014, com a introdução dos chips Broadwell de 14 nanômetros da linha Intel Core. 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: devido aos limites da física, tornou-se cada vez mais difícil acrescentar mais transistores nos processadores em um mesmo espaço.
O que é o Intel PAO (Processo-Arquitetura-Otimização)?
PAO (Processo-Arquitetura-Otimização) é a estratégia usada pela Intel após as complicações no processo de fabricação de 10 nanômetros, quando a miniaturização de chips estagnou.
O processo dura três anos, de modo a estender o ciclo de vida de uma arquitetura e dar mais tempo para implementar novo processo de miniaturização:
- Primeiro ano (Processo): é introduzido um novo processo de litografia;
- Segundo ano (Arquitetura): são implementadas as mudanças características do antigo “tock”;
- Terceiro ano (Otimização): todo o conjunto é profundamente otimizado, de modo a extrair o máximo em performance da arquitetura atual antes de lançar um novo processo.
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