Aunque la Ley más famosa de la informática es la de Moore, conocida por todos y recientemente comentada por Intel en un giro de guión bastante sorprendente, hay otra de la que poco se comenta. La escala de Dennard es una parte fundamental de la historia de las arquitecturas, los chips y los transistores, donde está íntimamente ligada a Moore y al mismo tiempo es ampliamente desconocida.

La Ley de Dennard es conocida por varios nombres que desvirtúan a su creador, Robert H. Dennard, ya que normalmente se la conoce como la Ley de escalado de los MOSFET o simplemente la Ley de escalado a secas. Evidentemente, tiene la peculiaridad de que fue formulada para MOSFET como tal, pero con el paso del tiempo se ha aplicado a cualquier chip.

Escala de Dennard, entre la densidad, el precio y el rendimiento

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Aunque no lo parezca, la Ley de Moore está relacionada de manera directa con Dennard y Pollacks, ya que entre los tres conforman y cierran el círculo de los transistores actuales y de la industria. Cada uno se centra en dos valores globales y generales que complementan el círculo, donde por ejemplo Moore hacía referencia a la integración y al precio de las obleas y transistores, Dennard hace referencia al precio y al rendimiento en su ley.

Dennard estableció que a medida que los transistores reducen su tamaño físico, la densidad de potencia se mantiene constante, o lo que es lo mismo, el uso de energía se mantiene en proporción con el área del chip debido a que tanto el voltaje como la corriente también se reducen con la longitud.

Dennard scaling

Y aquí es donde enlaza con la Ley de Moore, ya que si como esta afirmaba cada generación duplicaba la densidad de transistores, un circuito se podía volver un 40% más rápido y el consumo de energía permanecería igual.

La relación precio y rendimiento está en jaque

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Ahora entendemos el porqué Intel habla de precio y rendimiento cuando menciona a Dennard, ya que si a cada reducción un transistor se podía volver un 40% más rápido manteniendo el consumo, significa que la relación precio/rendimiento aumentaría igualmente.

Aunque Dennard acertó en esto durante años, en la actualidad estamos llegando al límite de los nanómetros y ya desde 2007 se especula con el hecho de que esta escala no funciona ni en su forma teórica.

La escalación de los semiconductores complementario de óxido metálico (CMOS por sus siglas en inglés) aún no se ha realizado como tal (al menos según Intel) y se puede observar un avance continuo a medida que mejoran la capacidad de controlar la fabricación. No están tan limitados por la física como por su capacidad de fabricar en grandes volúmenes con alta precisión. Es difícil, pero esto mantiene los costes, el problema son como todos sabemos, las corrientes de fuga.

Esto hace años tubo un giro más que esperado hacia el multi núcleo y más tarde al multi chiplet, algo a lo que se aferra Intel para asegurar que el rendimiento por vatio crecerá a niveles de finales de los 90, donde cada 18 meses aproximadamente debería duplicarse este ratio.

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