Chegamos Ao Limite Da Potência Dos Computadores? – Sajan Saini E George Zaidan

In the Netherlands, there's an ambitious company

Nos Países Baixos, 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 uma,

they also need 250 engineers to install the 165-ton device

elas 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 geralmente leva meio ano.

But despite this steep cost in time and money,

Mas apesar desse custo elevado 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,

Criada inicialmente pelo cofundador da Intel, Gordon Moore,

this law states that every 1 to 2 years

esta lei afirma que a cada 1 ou 2 anos

the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.

o número de transistores que cabem em um chip de computador de um 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 esse chip pode realizar 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 durante o 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 um objetivo e, por sua vez,

consumers learn to expect computing progress to continue

os consumidores aprenderam a esperar que o progresso da computação continuasse

at this exponentially fast pace.

neste ritmo exponencialmente rápido.

And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.

E o mais incrível é que, por seis décadas, ele praticamente continuou.

Thanks to Moore's Law, chips have gotten smaller, faster,

Graças à Lei de Moore, os chips tornaram-se menores, mais rápidos,

more efficient, and cheaper.

mais eficientes e mais baratos.

But today, there are four key problems that trip up this trend,

Mas hoje, existem quatro problemas principais que atrapalham essa tendência,

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 vêm diminuindo

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.

que 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 fazem tunelamento através dele continuamente,

turning a crisp on/off switch into a hazy dimmer.

transformando um interruptor liga/desliga preciso 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 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 um 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 atuais já podem aquecer o suficiente para fritar um ovo,

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

e prevê-se que as temperaturas apenas aumentem 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-las.

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

Infelizmente, suas soluções muitas vezes exacerbam o terceiro grande problema:

chipmaking's environmental impact.

o impacto ambiental da fabricação de chips.

For example, swapping copper lines for ruthenium

Por exemplo, trocar linhas de cobre por rutênio

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller...

poderia ajudar a compactar mais os transistores e manter os chips menores...

but that metal is far scarcer than copper

mas esse metal é muito mais escasso do que o cobre

and would require new mining infrastructure.

e exigiria uma nova infraestrutura de mineração.

Similarly, the technology currently used to make today's smallest transistors

Da mesma forma, a tecnologia usada atualmente para fabricar os menores transistores

requires huge amounts of energy and chemicals

requer enormes quantidades de energia e produtos químicos

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

chamados substâncias per e polifluoroalquil,

which can take thousands of years to break down in the environment.

que podem levar milhares de anos para se decompor no meio ambiente.

Managing these first three problems contributes to the final issue: cost.

Gerenciar esses três primeiros problemas contribui para a questão final: o custo.

To keep achieving Moore's Law,

Para continuar alcançando a Lei de Moore,

chipmakers have to make individual chip components smaller.

os fabricantes precisam tornar os componentes individuais dos chips menores.

And this is where that costly $400 million machine comes in.

E é aqui que entra aquela máquina cara de 400 milhões de dólares.

This marvel of chip-making science shoots a stream of tin droplets

Essa maravilha da ciência de fabricação de chips dispara um fluxo de gotículas de estanho

into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser

em uma câmara de vácuo antes de atingi-las 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 luz ultravioleta de 13,5 nanômetros

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

Essa notável façanha de engenharia ajudou os fabricantes de chips

keep up with Moore's Law.

a acompanhar a Lei de Moore.

But as chips keep getting denser,

Mas, à medida que os chips continuam ficando mais densos,

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

as plantas de fabricação complexas continuam ficando mais caras.

This trend has been so consistent, it's actually earned the nickname

Essa tendência tem sido tão consistente que ganhou o apelido de

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 plantas de fabricação não podem continuar aumentando de preço,

our ecosystems can't endure endless mining and pollution,

nossos ecossistemas não podem suportar mineração e poluição intermináveis,

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 introduzirmos novos objetivos

to keep making computing progress responsibly.

para continuar progredindo na computação de forma responsável.

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

Talvez pudéssemos introduzir uma nova Lei de 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 os avanços na integração eletrônico-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 duas vezes mais sustentáveis a cada vários anos?

Whatever the answer is,

Qualquer que seja a resposta,

we make the laws, so the future is up to us.

nós criamos as leis, então o futuro depende de nós.