O verdadeiro sentido da lei de Moore

Em 1965, Gordon Moore (co-fundador da Intel) publicou um artigo constatando que a miniaturização vinha permitindo dobrar o número de transístores em circuitos integrados a cada ano (enquanto o custo permanecia constante), uma tendência que deveria se manter por pelo menos mais 10 anos. Em 1975 (precisamente dez anos depois), ele atualizou a previsão, profetizando que o número passaria a dobrar a cada 24 meses, cunhando a célebre lei de Moore.

Na época ninguém poderia prever que em 2009 estaríamos usando PCs com processadores Core i7 e módulos de memória DDR3 em dual-channel, mas a previsão continua surpreendentemente apurada, acertando quase em cheio a cada nova geração. Basta fazer as contas:

8088 (1979): 29.000 transístores
486 (1989): 1.200.000 transístores
Pentium III Coppermine (1999): 21.000.000 transístores
Core i7 (2009): 731.000.000 transístores

Tamanha precisão pode soar realmente profética, mas a lei de Moore é mais um plano de negócios do que uma profecia. A realidade é que fabricantes de chips como a Intel precisam lançar novos processadores regularmente para alimentar o ciclo dos upgrades e manter assim as vendas em alta.

Cada nova geração precisa ser consideravelmente mais potente que a anterior, o que leva à busca por novos processos de fabricação. Por coincidência, cada nova técnica de litografia permite aproximadamente dobrar o número de transístores no mesmo espaço e, por questões econômicas (ciclo de lançamento dos produtos e outros fatores), os fabricantes conseguem reunir os investimentos necessários para atualizar as fábricas a cada dois anos.

Em outras palavras, a lei de Moore tem se mantido precisa pois ela é uma fórmula simples, que cria um ciclo previsível de upgrades. Todo mundo gosta de um pouco de previsibilidade (empresas precisam planejar upgrades, fabricantes precisam planejar os próximos lançamentos, e assim por diante) e os ciclos de 24 meses oferecem exatamente isso.

Originalmente, a Lei de Moore não falava nada sobre o desempenho, mas apenas sobre o número de transístores em processadores, módulos de memória e outros circuitos. Entretanto, a sofisticação dos circuitos anda de mãos dadas com o desempenho, já que mais transístores significam mais unidades de processamento, mais cores, mais memória cache e assim por diante. Além disso, novas técnicas de fabricação permitem também aumentar o clock, o que resulta em mais instruções por ciclo e mais ciclos por segundo.

Isso levou funcionários da Intel a cunharem uma versão alternativa, prevendo que o desempenho dos processadores dobraria a cada 18 meses, outra previsão que vem se mantendo mais ou menos apurada, embora o uso de mais núcleos e mais unidades de processamento tenha tornado cada vez mais difícil extrair todo o desempenho dos processadores atuais.

Naturalmente, os ciclos de 24 meses não continuarão indefinidamente, já que os processos de litografia irão eventualmente esbarrar nas leis da física, algo que deve acontecer entre 2015 e 2020.

Conforme os transístores ficam menores, eles passam a ser formados por menos átomos, o que torna cada vez mais difícil manter a integridade dos sinais, o que faz com que o desafio (e o investimento necessário) em criar a próxima geração seja exponencialmente maior que o da geração interior. Entretanto, não existe motivo para pânico, já que existem outras tecnologias no horizonte, como o uso de nanotubos e a eterna promessa dos computadores quânticos. Soluções criativas tendem a aparecer quando existe muito dinheiro em jogo.