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Nunca hemos llegado a tener procesadores de terahercios, y estas son las razones

Nunca hemos llegado a tener procesadores de terahercios, y estas son las razones

La Ley de Moore se nos queda corta ante una CPU de tal magnitud, y de hecho apenas sí hemos llegado a contar con procesadores de 5 GHz y llevamos años anclados en esos límites. Así pues, ¿es la CPU a un terahercio posible? Lo cierto es que sí. Durante cierto tiempo la batalla por los "megahercios" dominó la industria del PC. En aquellos tiempos AMD incluso logró ganarle a Intel en la particular carrera por llegar a ofrecer una CPU a 1 GHz, y las mejoras en este ámbito eran constantes.

| etiquetas: terahercios , procesadores
Comentarios destacados:              
#4 #2 bueno... no es del todo incorrecto, solo es una simplificación inmensa.

Es decir, el problema por el que no podemos hacer procesadores mas rápidos es que no tenemos conductores mejores. Como no tenemos conductores mejores, cuando los electrones se mueven dentro del conductor, tienen cierta probabilidad de chocar y generar calor como consecuencia, perdiendo energia en el proceso.

El problema ya no es tanto la energía que pierdes, sino el hecho de que ahora es calor, y el calor hay que moverlo por que sino funde los materiales de los que está fabricado el conductor, que tienen cierto punto de fusión.

Cuanto mas calor, mas díficil moverlo a tiempo de que se funda nada.
¡Han puesto la palabra grafeno en el artículo! ¡Procesadores de grafeno!
#1 todo es mejor con bluetooth grafeno
#3 peniflores
#1 se tardo 20 años para conseguir resutados con el silicio y otros 20 para popularizarse. El grafeno seguro que tarda menos, pero va a tardar.
#33 Por desgracia, para la generación de twitter todo lo que tarde más de 3 meses en anunciar fecha de salida es humo.
bufff algunas veces, las simplificaciones rozan la mentira, de este artículo me ha dolido especialmente esta:

Cuantos más transistores, más pequeños son y más electricidad pierden, lo que hace difícil aumentar las frecuencias de reloj.

¡Perder electricidad!
#2 bueno... no es del todo incorrecto, solo es una simplificación inmensa.

Es decir, el problema por el que no podemos hacer procesadores mas rápidos es que no tenemos conductores mejores. Como no tenemos conductores mejores, cuando los electrones se mueven dentro del conductor, tienen cierta probabilidad de chocar y generar calor como consecuencia, perdiendo energia en el proceso.

El problema ya no es tanto la energía que pierdes, sino el hecho de que ahora es calor, y el calor hay que moverlo por que sino funde los materiales de los que está fabricado el conductor, que tienen cierto punto de fusión.

Cuanto mas calor, mas díficil moverlo a tiempo de que se funda nada.
#4 Eso tenía entendido, buena explicaciòn!
#4 el problema no son los conductores, sino los semiconductores. Las corrientes y la tensión limitan la velocidad de conmutación, por debajo de cierto límite, los estados se confunden con ruido y por encima generan mucho calor.
También está el problema del tamaño del canal, que es lo que limita la integración.
Además, los electrones no se "mueven" por el conductor.
#9

Por pasos... la parte mas fácil de contestar:

Además, los electrones no se "mueven" por el conductor.

Si, si se mueven por el conductor. La electricidad consiste en electrones que se mueven de atomo en atomo.
#15 en realidad no se desplazan más allá de unos pocos átomos, hacen una cadena de huecos simplemente.
Edit: por supuesto se están moviendo todo el tiempo. Me refiero a que una corriente no implica un movimiento de todos los electrones de A a B.

Edit2: joder lo dices en #18, pido disculpas :-(
#15 no es lo mismo enlaces metálicos que de valencia.
#9 me acabo de dar cuenta que quizás lo que has pensado es que yo he sugerido que un electrón entraba por una punta del conductor y salía por la otra. Eso no es lo que sucede, de hecho los electrones se mueven muy lentos. Nos parece que van rápido que están muy cerca unos de otros y reaccionan en cadena, empujando cada uno al de su lado (de nuevo, una simplificación).
#18 Pues sí, lo que se mueve a 2/3 c es el potencial eléctrico, los electrones lo hacen a 1mm/s sólamente, así que en el caso de la ac no hay desplazamiento neto.
#27 no hay desplazamiento neto por que van adelante y hacía atrás xD

Pero obviamente que ha habido desplazamiento, sino, no habría electricidad.
#4 Pufff sigue estando mal simplificado y creo que se estaría dando como causa del problema algo que es efecto.
Lo que queremos es transiciones de conducción a no conducción en el semiconductor. No buscamos un material con conducción infinita buscamos uno que pueda hacer esta transición. Esta transición se genera por la generación del campo que provoca la banda de bloqueo y esto requiere tiempo. Mover los huecos y electrones de un estado al otro requiere tiempo y eso es lo que marca la…   » ver todo el comentario
#12

Mover los huecos y electrones de un estado al otro requiere tiempo y eso es lo que marca la frecuencia

No, solo es el calor lo que marca la frecuencia. Hay un reloj de cuarzo que marca el ritmo al que se usa el circuito para que no se queme. Ese reloj vibra al ritmo que ese circuito puede soportar con la disipación realista que se le puede hacer.

De momento no hemos llegado al punto en el que tenemos una limitación física por el tiempo de una reacción. Tenemos una limitación…   » ver todo el comentario
#17 Justamente, la carga capacitiva es debida al campo interno creado en ambas lados de la barrera, cuanto menos campo (mas pequeño) reordenación mas rápida. Justo eso lo continúan en la siguiente explicación del enlace que has puesto.
El calor generado por la reordenación es un efecto secundario de los choques al reorganizarse el campo, el tope es la velocidad con que se realiza esa ordenacion, a menos electrones y huecos necesarios para reordenar el campo, menos tiempo se necesita para…   » ver todo el comentario
#28 Obviamente que vamos a estar de acuerdo en que esa reacción lleva tiempo, pero lo que te pretendo explicar es que ese tiempo no es el factor que nos está limitando hoy. Si, llegará un día que eso será el limite. Ese día no ha llegado, por que antes de llegar a ese problema tenemos muchos otros problemas.

El primer problema que ya nos ha frenado ha sido que mucho antes de alcanzar los limites de velocidad de transición del transistor, hemos alcanzado los limites de nuestra capacidad de…   » ver todo el comentario
#37
Obviamente que vamos a estar de acuerdo en que esa reacción lleva tiempo, pero lo que te pretendo explicar es que ese tiempo no es el factor que nos está limitando hoy. Si, llegará un día que eso será el limite. Ese día no ha llegado, por que antes de llegar a ese problema tenemos muchos otros problemas..

Ya tenemos transistores de 7 átomos, esos no están limitados por colisiones evidentemente, están limitados por la transición del campo y por su estabilidad al hacerlos en gran…   » ver todo el comentario
#4 y los retrasos, a esas velocidades de reloj la velocidad de propagación de la luz es demasiado lenta, no se puede garantizar la sincronización de las señales
#19 En alta frecuencia se imponen límites en el tamaño de los circuitos, es decir, la distancia al generador de reloj. Eso ya se tiene en cuenta al diseñar.
#46 pero en analógico diseñas funciones de transferencia conocidas y se pueden dimensionar esos desfases, no?
#51 En analógico no hay señal de reloj. La señal de reloj sirve para sincronizar los circuitos digitales y que la salida no produzca glitches.
#2 #4 hay un simil, que aunque también es impreciso,creo que se entiende mejor. Si consideramos un transistor como un depósito de electrones, y la velocidad del procesador depende de la velocidad a la que se llena el transistor de electrones. Hay dos formas de llenarlos más rápidos, subir el voltaje o hacerlos más pequeños.
#30 wow, ese es un simil muy bueno! Pero no es incompatible con mi explicación, de hecho, es complementaria. Por que alguien me dirá: pues subimos el voltaje. Y no podemos subir el voltaje por el maldito efecto joule. Y no podemos hacerlos mas pequeños por que fabricar cosas tan pequeñas es un problema, además de que teoricamente hay un limite de hacerlas pequeñas, por que el mundo se comporta de formas muy raras cuando las cosas son demasiado pequeñas.
#4 Por no decir que el efecto es exponencial, porque cuanto más calor en el conductor más probabilidades de chocar y generar más calor.
#35 cierto, lo daba por hecho en las formulas pero no había racionalizado la explicación simple. Claro, al estar caliente el conductor está vibrando, lo cual todavía incrementa mas la probabilidad de choque.
#39 Has definido lo que muchas veces es un problema de la Universidad.
#4 A mi me sorprende que no se hable de la electroerosion, algo muy importante cuando quieres hacer transistores mas pequeños y rapidos
#4 Desde la ignorancia te pregunto, acabas de decir que al moverse los electrones tienen ciertas posibilidades de chocar y generar calor, ¿eso tiene algo que ver con la transacción en si? O sea, ¿si la transacción sale bien a la primera no chocan y si hay que repetirla si lo hace?
La pregunta más bien es, ¿Si tengo un trebol de 7 hojas y una suerte del copón, podría darse el caso de que durante 3 segundos no chocara ningún electrón dentro del procesador y no se generara calor, o es físicamente imposible?
Aunque no lo parezca es una pregunta seria.
#44

Esa es una pregunta increiblemente profunda. Tan profunda que me pregunto si la has hecho al tuntun, o sabes muy bien lo que estás preguntando, por que has dado en el clavo de la pregunta del siglo :-)

Es decir, el calor que se genera en un conductor cuando pasa una corriente electrica por el es algo que sabemos que sucede por que lo hemos observado. Pero contestar al por que pasa es mucho mas complicado. La explicación de los electrones chocando se llama modelo de Drude, y no es…   » ver todo el comentario
#45 Todo esto tengo que leermelo con calma. Que no me esperaba ese nivel de respuesta, ahora me siento un ignorante en mayúsculas.
Y la respuesta es no, era una pregunta desde la ignorancia.

Por cierto, gracias por la respuesta.
#45 Vale, ya lo he leído todo, muchísimas gracias por instruirme de esa manera, más de la mitad de las cosas no las he entendido, supongo que por mi bajo nivel de matemáticas, pero me queda claro que la respuesta a mi pregunta es puramente teórica ya que físicamente si se produce calor al encender un microprocesador.
O sea, que conocemos las consecuencias pero no el proceso a nivel atómico.
#44

"¿Si tengo un trebol de 7 hojas y una suerte del copón, podría darse el caso de que durante 3 segundos no chocara ningún electrón dentro del procesador y no se generara calor, o es físicamente imposible?"

Vamos a hacer un pequeño cálculo.

Los procesadores actuales van típicamente a 1 GHz o más... Eso significa 1000 millones de ciclos por segundo.
Por tanto, en 3 segundos serían 3000 millones de ciclos.

Cada ciclo sería un mínimo tiempo, algo así como el tiempo que…   » ver todo el comentario
#47 Muchas gracias por la respuesta. Me queda más claro que el problema es de magnitudes enormes en vez de "suerte".
#2 Se refiere al las fugas en dieléctrico que generan calor aparte de la propia conmutación del transistores añade la impedancia/resistencia de las pistas y tendrás fiestas montada ,luego esta las capacidades y tamaño de las puertas de los transistores actúan de barrera en la propia conmutación como mencionan en el articulo.
De todas se tiran a la piscina con grafeno cuando hay alternativas mejores de implementar y dejar este para pistas conductoras y que ya se están usado como germanio, galio y su derivados.
#2 Se refiere a las pérdidas de corriente hacia el sustrato. Por eso se desarrollaron tecnologías de fabricación como SOI: es.wikipedia.org/wiki/Silicio_sobre_aislante
Si que tenemos procesadores de thz, 0.003 thz :troll:
#5 He entrado a poner lo mismo, que la noticia es mentira, el mío va a 0.00401 Thz xD
Y si los tuviéramos, estarían ejecutando NOPs esperando a la memoria.
Con overclock y un poco de calorcito es fácil saltarse los terahercios y llegar al petahercio
#11 Sí, te aseguro que si subes mucho llegan a petar fijo.
Bueno, es que no es solo velocidad del procesador. De hecho para mi la última revolución fueron los discos ssd, que arrancar el ordenador o abrir un programa nuevo ahora es mucho más rápido.
Recuerdo, y lo recuerdo muy bien porque lo viví, fue Intel la que estaba completamente obsesionada por aumentar los Mhz de los procesadores, y AMD, incapaz de competir con el i+d que se requería para aumentar simplemente unos Mhz que eran más marketing que otra cosa, empezó a explorar la via del paralelismo, diversos núcleos, etc., funcionando todo a menos mhz.

No es nada que no hiciera una década antes Silicon Graphics, con sus espectaculares prestaciones al tener placas diseñadas para…   » ver todo el comentario
#16 "Luego vino el Java de los cojones, a cargárselo todo..."

"Todos tenemos un Ferrari espacial en el garaje, que usamos para ir a comprar el pan"

xD xD xD
#20 de nodejs mejor no hablamos.
#16 Java tampoco es tan malo... supongo... Hay cosas peores como Python, por ejemplo :-D
#22 Especialmente ahora que les ha dado por la gilipollez de decir que la terminología "maestro - esclavo" es ofensiva.
#22 se te olvida el php.
#16. El verdadero problema de Java se llama Oracle.
#24 Perdona que discrepe, pero Java es en su mismo origen un paso atrás en la programación:
- Que el programador no tenga que gestionar y liberar la memoria = malos programadores
- Que el código se ejecute en cualquier máquina siendo el mismo = mala eficiencia

Java no fue un paso adelante, no aportó nada que no existiera antes, simplemente estropeó dos asuntos que eran serios. De hecho, no empezó a ser útil hasta que el hardware no fue capaz de mover con soltura su máquina virtual, que era un monstruo engorroso devorador de recursos (lo sigue siendo, pero hoy en día es que hay tantos recursos... que no se nota).
#54. Perdona que discrepe yo también. Java está pensado para resolver problemas desde un punto abstracto y del mundo real. Otros lenguajes como el Ansi C están pensados para hablar lo más directamente al hardware que un compilador universal como el Ansi C permite con la complejidad añadida en cuanto programación que ello conlleva y con las ventajas evidentes en cuanto a rendimiento con un código correcto y optimizado. El C++ pretende ser un paso entre ambos…  media   » ver todo el comentario
(Edit #55 #24) Para #54 Quise decir : 'auténticas virguerías'.
#54 Que el programador tenga que gestionar y liberar la memoria el mismo = más cuelgues por todas partes ante el más mínimo descuido
Que el código se ejecute en cualquier máquina siendo el mismo = mucho más tiempo para programar funcionalidades reales, en vez de pasarse el día reescribiendo el código para diferentes arquitecturas

Todo es relativo. Y, de hecho, en determinadas situaciones el código Java puede ser más rápido que el compilado, básicamente porque la máquina virtual compila al…   » ver todo el comentario
#16 Pues tendríamos programas eficientísimos, que sólo funcionarían en el i5 en el que los has diseñado. ¿Quieres usarlo en un i3? Uy, no se puede, porque le faltan tres instrucciones especiales que sólo tiene el i5. ¿Y aprovechas las características de un i7? Uy, no, porque entonces no funcionaría en un i5. Y espera, que dentro de tres meses sale la siguiente generación de i3/i5/i7, y va a haber que reescribir todo el código. ¿AMD? Uf, no, ahí no funcionan, tienen instrucciones diferentes.…   » ver todo el comentario
XATAKABASURA y sus articulos de mierda clickbait
El futuro de la computación está en el procesamiento en paralelo.
Tenemos que aprender mucho de la naturaleza. La información circula por un cerebro a una velocidad bajísima en comparación con nuestra informática actual. Si embargo el enorme paralelismo (y muchas otras cosas que seguro que desconocemos) nos permiten realizar tareas que ningún ordenador puede llevar a cabo actualmente, y además con un consumo de sólo unos 20 vatios.

La actual inteligencia artificial ya utiliza el procesamiento…   » ver todo el comentario

menéame