In the Netherlands, there's an ambitious company
Na Holanda, existe uma empresa ambiciosa
that builds one of the most advanced and expensive tools in the world:
que constrói uma das ferramentas mais avançadas e caras do mundo:
a single unit costs hundreds of millions of dollars.
uma única unidade custa centenas de milhões de dólares.
And when companies buy one,
E quando as empresas compram um,
they also need 250 engineers to install the 165-ton device
eles também precisam de 250 engenheiros para instalar o dispositivo de 165 toneladas
in a process that typically takes half a year.
em um processo que normalmente leva meio ano.
But despite this steep cost in time and money,
Mas apesar deste alto custo em tempo e dinheiro,
many microchip makers desperately want one of these machines.
muitos fabricantes de microchips querem desesperadamente uma dessas máquinas.
The hundred-million-dollar question is: why?
A pergunta de cem milhões de dólares é: por quê?
The answer has to do with something called Moore's Law.
A resposta tem a ver com algo chamado Lei de Moore.
First coined by Intel co-founder Gordon Moore,
Cunhado pela primeira vez pelo cofundador da Intel, Gordon Moore,
this law states that every 1 to 2 years
esta lei estabelece que a cada 1 a 2 anos
the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.
o número de transistores que podem caber em um chip de computador de determinado tamanho dobrará.
And by extension, the rough number of calculations that chip can do per second
E por extensão, o número aproximado de cálculos que o chip pode fazer por segundo
will also double.
também dobrará.
Now, this law isn't a physical law like gravity.
Agora, essa lei não é uma lei física como a gravidade.
It's just a trend Moore observed during the early 1960s.
É apenas uma tendência que Moore observou no início da década de 1960.
But chipmakers turned that trend into a goal, and in turn,
Mas os fabricantes de chips transformaram essa tendência em uma meta e, por sua vez,
consumers learn to expect computing progress to continue
os consumidores aprendem a esperar que o progresso da computação continue
at this exponentially fast pace.
nesse ritmo exponencialmente rápido.
And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.
E o mais incrível é que, durante seis décadas, isso aconteceu.
Thanks to Moore's Law, chips have gotten smaller, faster,
Graças à Lei de Moore, os chips ficaram menores, mais rápidos,
more efficient, and cheaper.
mais eficiente e mais barato.
But today, there are four key problems that trip up this trend,
Mas hoje, há quatro problemas principais que fazem esta tendência falhar:
potentially ending Moore's Law
potencialmente acabando com a Lei de Moore
and fundamentally changing how we make progress in computing.
e mudando fundamentalmente a forma como progredimos na computação.
The first is transistor size.
O primeiro é o tamanho do transistor.
Transistors are basically on/off switches,
Transistores são basicamente interruptores liga/desliga,
and these building blocks of digital computing have been shrinking
e esses blocos de construção da computação digital têm diminuído
since the 1960s.
desde a década de 1960.
But recently they've gotten so small,
Mas recentemente eles ficaram tão pequenos,
quantum physics has begun to interfere with their functions.
a física quântica começou a interferir em suas funções.
When a transistor's switch, or gate, is less than 20 nanometers,
Quando o interruptor, ou porta, de um transistor tem menos de 20 nanômetros,
electrons will tunnel along it continuously,
os elétrons passarão por ele continuamente,
turning a crisp on/off switch into a hazy dimmer.
transformando um interruptor liga/desliga nítido em um dimmer nebuloso.
The second problem is heat.
O segundo problema é o calor.
As chipmakers make components smaller and more complex,
À medida que os fabricantes de chips tornam os componentes menores e mais complexos,
the copper lines that run between them need to be thinner and longer.
as linhas de cobre que passam entre eles precisam ser mais finas e longas.
This increases their electrical resistance and generates high heat
Isso aumenta sua resistência elétrica e gera alto calor
that impairs chip performance and can't be easily dissipated.
que prejudica o desempenho do chip e não pode ser facilmente dissipado.
Today's chips can already run hot enough to cook an egg,
Os chips de hoje já podem esquentar o suficiente para cozinhar um ovo,
and temperatures are only predicted to increase without new innovations.
e as temperaturas só devem aumentar sem novas inovações.
While both these issues represent limits in the fundamental physics of chipmaking,
Embora ambas as questões representem limites na física fundamental da fabricação de chips,
researchers haven't stopped trying to solve them.
os pesquisadores não pararam de tentar resolvê-los.
Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:
Infelizmente, suas soluções muitas vezes agravam o terceiro grande problema:
chipmaking's environmental impact.
impacto ambiental da fabricação de chips.
For example, swapping copper lines for ruthenium
Por exemplo, trocando linhas de cobre por rutênio
could help pack transistors more tightly and keep chips smaller...
poderia ajudar a compactar os transistores de forma mais compacta e manter os chips menores...
but that metal is far scarcer than copper
mas esse metal é muito mais raro que o cobre
and would require new mining infrastructure.
e exigiria nova infraestrutura de mineração.
Similarly, the technology currently used to make today's smallest transistors
Da mesma forma, a tecnologia atualmente usada para fabricar os menores transistores de hoje
requires huge amounts of energy and chemicals
requer enormes quantidades de energia e produtos químicos
called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,
chamadas substâncias perfluoroalquílicas e polifluoroalquílicas,
which can take thousands of years to break down in the environment.
que pode levar milhares de anos para se decompor no ambiente.
Managing these first three problems contributes to the final issue: cost.
Gerenciar esses três primeiros problemas contribui para o problema final: custo.
To keep achieving Moore's Law,
Para continuar a cumprir a Lei de Moore,
chipmakers have to make individual chip components smaller.
os fabricantes de chips precisam tornar os componentes individuais dos chips menores.
And this is where that costly $400 million machine comes in.
E é aí que entra aquela máquina custosa de US$ 400 milhões.
This marvel of chip-making science shoots a stream of tin droplets
Esta maravilha da ciência de fabricação de chips dispara um fluxo de gotas de estanho
into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser
em uma câmara de vácuo antes de explodi-los com um laser de alta energia
that vaporizes the tin to create plasma.
que vaporiza o estanho para criar plasma.
In turn, the plasma emits a 13.5 nanometer wavelength of ultraviolet light
Por sua vez, o plasma emite um comprimento de onda de 13,5 nanômetros de luz ultravioleta
that can be used to produce incredibly small transistors.
que pode ser usado para produzir transistores incrivelmente pequenos.
This remarkable feat of engineering has helped chipmakers
Este feito notável de engenharia ajudou os fabricantes de chips
keep up with Moore's Law.
acompanhe a Lei de Moore.
But as chips keep getting denser,
Mas à medida que os chips vão ficando mais densos,
intricate manufacturing plants keep getting more expensive.
plantas de fabricação complexas estão ficando cada vez mais caras.
This trend has been so consistent, it's actually earned the nickname
Essa tendência tem sido tão consistente que até ganhou o apelido
Moore's Second Law.
Segunda Lei de Moore.
Obviously, all these trajectories are unsustainable.
Obviamente, todas essas trajetórias são insustentáveis.
Manufacturing plants can't keep increasing in price,
As fábricas não podem continuar a aumentar os preços,
our ecosystems can't endure endless mining and pollution,
nossos ecossistemas não podem suportar mineração e poluição sem fim,
and the laws of physics are unlikely to change anytime soon.
e é improvável que as leis da física mudem tão cedo.
Fortunately, Moore's Law is flexible,
Felizmente, a Lei de Moore é flexível,
and there's no reason we can't introduce new goals
e não há razão para não podermos introduzir novos objetivos
to keep making computing progress responsibly.
para continuar fazendo progresso na computação de forma responsável.
Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?
Talvez pudéssemos introduzir uma nova Lei da Sustentabilidade?
Smaller transistors already use less material and produce less e-waste,
Transistores menores já usam menos material e produzem menos lixo eletrônico,
and advancements in electronic-photonic integration
e avanços na integração eletrônica-fotônica
are allowing chips to use less energy and generate less heat.
estão permitindo que os chips usem menos energia e gerem menos calor.
So perhaps chips should be made twice as sustainable every several years?
Então talvez os chips devessem ser feitos duas vezes mais sustentáveis a cada poucos anos?
Whatever the answer is,
Seja qual for a resposta,
we make the laws, so the future is up to us.
nós fazemos as leis, então o futuro depende de nós.
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