El coste de los chips a mismos transistores se ha incrementado en los últimos 10 años… Y no bajará

El coste de los chips a mismos transistores se ha incrementado en los últimos 10 años… Y no bajará

febrero 5, 2024 Desactivado Por

La cantidad de transistores y el tiempo, dos métricas englobadas dentro de la Ley de Moore que siempre está dando de qué hablar, y que, en cambio, siguen de actualidad. La última sobre esta Ley es un informe realizado Google en el IEDM23 que destacó las palabras de Zvi Or-Bach, presidente y director ejecutivo de MonolithIC 3D Inc allá por el 2014. ¿Por qué Google iba a traer unas declaraciones de hace 10 años ahora a la palestra? Porque recopilaron datos de costes de transistores para 100 millones de Gates, y los números no cuadran para lo que se necesita en el sector.

El problema de la Ley de Moore es que solo hacía referencia como tal al tiempo y al número de transistores, donde como ya sabemos, cada dos años deberían de duplicarse por chip, sea como sea. El problema es que esto tiene unas consecuencias directas, pero no incluidas en dicha ley, sobre el coste de los chips, y ahí está la polémica con los datos de este año para los 3 nm.

La Ley de Moore, los billones de transistores, los nanómetros y el coste

Como decimos, es una relación directa donde la ley no incluye en su referencia el coste, no añade números en cuanto al precio de los chips, solamente hace referencia al número de transistores y al tiempo. Pero claro, si el tiempo es de dos años y se duplican los transistores, el precio debería mantenerse o bajar, a ser posible, porque de otra manera sería inasumible a cada salto litográfico en esos 2 años.

Por eso, Google trajo las declaraciones de Bach en 2014 para introducir sus datos, diciendo este que “el escalado del costo del transistor (0,7X) se detuvo en 28 nm y permanece plano generación tras generación”. En otras palabras, se reducen los nanómetros, pero el coste para los mismos transistores es plano, no baja.

Google confirma lo dicho por Bach mostrando un gráfico revelador

Milind Shah, jefe de packaging de IC de Google suscribió las palabras de Bach en 2014 mostrando un nuevo gráfico muy sencillo de entender, el cual precede este párrafo. En él se puede ver como para 100 billones de Gates los costes de escalabilidad para los transistores dispuestos en una mejora teórica de 0,7X se han detenido en los 28 nm, y a partir de ahí, incluso han ascendido un poco, donde solo los 3 nm han conseguido bajar por la mínima el precio.

El principal problema viene desde las obleas, puesto que no paran de subir de precio, el segundo, como vimos este fin de semana, viene por los escáneres, los cuales siguen evolucionando y subiendo su precio, ya que cada vez cuesta más reducir la escala litográfica y mantener la velocidad para producir las mismas obleas en nodos más avanzados.

Entonces, ¿por qué seguimos intentando reducir dicha escala litográfica? Porque conseguimos introducir más transistores en el mismo espacio físico, mejorando el rendimiento y la eficiencia. El problema, coste de los transistores aparte, es que estamos aumentando la densidad de potencia, es decir, introducir cada vez más transistores por centímetro cuadrado está disparando el calor a disipar, así que las CPU y GPU deben crecer de tamaño para paliar ese efecto, porque a más área mejor disipación.

Sistemas de refrigeración y SRAM, un lastre para la lógica de un chip

Si a esto le sumamos que los sistemas de refrigeración apenas han avanzado y que se necesita un salto de rendimiento en ellos inexistente a escala de producción con bajo coste, entonces podemos comprender que se hagan chips más grandes (en cm2) lo cual implica también que el coste suba al gastar más silicio y ser este aprovechado para incluir más lógica y memoria. Además, esta última, la SRAM, no escala igual, puesto que se fabrica en obleas aparte y luego es implementada a la lógica, lo que también limita los chips en tamaño máximo.

Por lo tanto, reducir el coste por transistores es una tarea demasiado compleja, y con mantenernos podemos decir que estamos haciendo un buen trabajo, porque reducir dicho coste significa que habríamos dado con una tecnología disruptiva, cosa que de momento y visto lo visto hasta 2036, es prácticamente imposible.

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