O que é a Lei de Moore e por que você deve se preocupar com o fim dela

E se o princípio que impulsionou o avanço da computação nas últimas cinco décadas tiver se esgotado?

Jensen Huang, executivo-chefe da fabricante de chips Nvidia, fez um declaração de impacto na CES (Consumer Electronics Show) deste ano, a maior feira de tecnologia do mundo, que aconteceu em janeiro em Las Vegas (EUA):

A Lei de Moore não é mais possível

O empresário taiwanês se referia a uma previsão feita lá em 1965 por Gordon Moore, cofundador da Intel. Segundo ele profetizou, a densidade de transistores nos chips usados por computadores (e hoje smartphones) dobra a cada 18 meses (ou 1,5 ano).

Isso significa que os transistores (uma espécie de minúsculos interruptores) diminuíam de tamanho e duplicavam em quantidade nos chips, aumentando a capacidade de processamento dos dispositivos e promovendo o avanço de sistemas tecnológicos.

A projeção dele se mostrou real e padronizou os avanços exponenciais das tecnologias de computação.

"Você vê a evolução maluca que tivemos nos últimos anos. Dez anos atrás nós tínhamos um computador 100 vezes menos capaz que o celular mais moderno de hoje", comparou Lucas Wanner, professor do Instituto de Computação da Unicamp.

"Foi uma forma de alinhar tudo que foi sendo desenvolvido ao longo do tempo nas arquiteturas de PCs e celulares ao longo de todos esses anos", afirma Everson Denis, coordenador do curso de engenharia da computação do Instituto Mauá de Tecnologia.

Pois este avanço frenético não acontece mais, ao menos da forma como era no passado. 

Desde os anos 1970, o silício foi adotado como o material para a produção dos circuitos integrados que formam os chips. Ele deu conta do progresso, mas está perto do seu limite. 

Huang ressaltou que o avanço dos processadores já foi de 10 vezes a cada cinco anos e 100 vezes a cada 10 anos, mas caiu para pequenos porcentuais anuais.

Segundo Rodolfo Azevedo, professor do Instituto de Computação da Unicamp, essa desaceleração começou na década passada. "Você fazia o transistor pela metade do tamanho e fazia ele rodar o dobro da frequência pela mesma energia. Essa coisa mágica numérica morreu perto de 2000. Em 2004, você fazia transistores menores, mas eles não se comportavam mais dessa maneira", lembrou.

"Estamos observando a Lei de Moore ficando lenta. Quando no passado esperávamos o dobro do processamento a mais, agora esperamos alguns por cento. Vem acontecendo há uns anos", diz Wanner:

O motivo é que as coisas estão pequenas demais

Por pequeno, o professor da Unicamp se refere a uma contagem de átomos. A indústria de chips passou a trabalhar na escala de nanômetros, o milionésimo dos milímetros, e ficou difícil progredir trabalhando com os mesmos parâmetros do passado.

Quando se chega a chega a dois, três átomos, nós temos um curto-circuito. Não tem como ligar ou desligar. Não sabemos fazer transistor em átomo, e subatômico é uma coisa que não existe ainda

Wanner

Everson lembra que grandes empresas, como a Nvidia, têm apontado dificuldades para avançar, em parte por causa dos materiais usados na fabricação. "Hoje é relativamente caro e tecnicamente mais difícil dobrar esses dispositivos", conta.

Como isso nos afeta

Pense na quantidade de vezes que você trocou de celular nos últimos 20 anos. Neste meio tempo, houve o salto dos celulares comuns para os smartphones, que, por sua vez, ficaram cada vez mais poderosos mesmo cabendo na palma da mão.

Os avanços tecnológicos também fizeram os preços dos aparelhos mais poderosos baixar. Os R$ 800 gastos com um celular de 2012 comprariam um aparelho muito mais avançado em 2016.

Mas, se a indústria começar a estagnar, os ganhos serão menores de uma versão para outra.

Evolução mais lenta significa que vamos ter que nos contentar com menos coisas com o nosso dinheiro

Wanner

Uma forma que as fabricantes de smartphones e chips tentam contornar essa limitação é colocando mais núcleos de processadores em seus aparelhos. Estes podem operar simultaneamente, mas acabam consumindo mais energia --por isso que você precisa carregar o celular uma (ou mais!) vezes por dia.

"O limite térmico é o grande problema. Você não pode fazer seu processador rodar por muito tempo em uma frequência muito alta, e o celular não pode rodar todos seus núcleos ao mesmo tempo. Se você esquenta, gasta muita energia, bateria", afirma Rodolfo Azevedo. 

Os transistores vêm dobrando. Em 10 gerações, você fez mil vezes mais. Mas a bateria não sobe nesse nível

Para onde vai o progresso?

A Lei de Moore pode ter chegado ao fim --ou perto dele. Mas isso não significa que computadores e celulares não possam ficar mais poderosos.

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Pesquisadores e empresas precisam encontrar novas maneiras de produzir processadores ou de pensar computadores, de forma que os avanços possam ser retomados. Um caminho é achar um substituto ao silício.

"Se fala de substituir por grafeno de carbono, nanofolhas, 'sanduíches de silício'", comenta Everson.

"O que está acabando, em termos de Lei de Moore, é a evolução dos chips de silício como a gente conhece", conclui Wanner.