Los ordenadores del futuro 4: Procesadores en paralelo.

Para finalizar mis entradas acerca de las modernas tendencias en computación, trataré una tecnología que ya está en la práctica de los ordenadores y consolas modernos: el procesamiento en paralelo.

La base de esta técnica es muy simple: si tenemos varias tareas para un ordenador(navegar por internet, procesar un vídeo, escribir en Word), ¿no sería estupendo tener un microprocesador para cada tarea?. Pues eso es el procesamiento en paralelo. Consiste en fabricar chips de ordenador con dos o más procesadores o núcleos, que efectúan varias tareas a la vez.

Esta estrategia es la que ha podido mantener la ley de Moore para los ordenadores. Gordon E. Moore era el cofundador de Intel, el mayor fabricante de microprocesadores del mundo, y en 1965 estableció esta ley: que cada 18 meses, los ordenadores duplicarían su potencia de cálculo, como se ve en este gráfico

Y así ha sido:

• primero aumentaron la densidad de transitores en los chips. A mayor densidad de estos elementos electrónicos, mayor es el número de cálculos que pueden efectuar los ordenadores.

 

• después se incrementaron las frecuencias del reloj del microprocesador. Cuanto mayor es esta frecuencia, más rápido pueden realizarse las operaciones requeridas por el computador.

 

• y ahora se emplea la computación en paralelo para mantener este ritmo de aumento de la capacidad de computación.

Como he mencionado con anterioridad, estos nuevos núcleos para nuestros ordenadores ya están disponibles desde hace años. La consola Playstation 3 tiene un núcleo con ocho procesadores Cell, tan potentes que algunos países con embargos de armas los han comprado para sus sistemas de defensa electrónica. En las tiendas y comercios del ramo hay disponibles núcleos de hasta 6 procesadores. Y ha aparecido la noticia de que Intel ha logrado la técnica para encapsular hasta 48 procesadores en un único núcleo.

Los ordenadores del futuro 3: Circuitos en 3D y memorias holográficas.

Continuo con mi serie sobre ordenadores. Mientras que las tecnologías sobre las que hablado en las dos entradas anteriores sólo se aplicarán en las próximas décadas, la tecnología que expondré a continuación tendrá su repercusión en los próximos años: la construcción de circuitos en profundidad, o 3D, y las memorias holográficas.

Aunque parezca increíble, los circuitos electrónicos que se emplean actualmente están diseñados para dos dimensiones, operan en la superficie del circuito. Como este microprocesador

Si se consiguiera fabricar dispositivos electrónicos que aprovechasen la profundidad de la pastilla de silicio sobre el que se dibujan los circuitos, podríamos tener muchos microprocesadores en un cubo de pocos milímetros de grosor, con la potencia de cálculo que ello supone.

Los dispositivos de memoria también están afectadas por esta limitación. Los discos duros, DVD, memorias flash, basan su funcionamiento en tecnologías que usan la superficie. Pero en el futuro dispondremos del almacenamiento supremo de información: la memoria holográfica. 

Esto no es un arcano tecnológico. Cualquiera que haya visto Superman, Superman 2, o Smallville, sabe que el padre de Superman grabó todo el conocimiento de Kripton en cristales. Estos cristales son precisamente memorias holográficas.

En cierta manera, los cristales holográficos no se diferencian mucho de esos souvenirs consistentes en un cubo de cristal en el que se ha grabado una imagen 3D de algún monumento. 

La base tecnológica sería la misma: un dispositivo graba información en cada minúscula sección (a nivel atómico) del cristal, en todo su volumen, y después se recupera mediante un dispositivos similar. De forma análoga a los circuitos electrónicos, la posibilidad de emplear las tres dimensiones para guardar información hace que se multiplique de forma considerable las capacidades de tales artefactos.

los ordenadores del futuro 2

Los ordenadores del futuro 2: Ordenadores cuánticos.

Este tipo de ordenadores, sobre el que se está investigando activamente, se basa en la aplicación de las leyes de la física cuántica al campo de la computación.

La característica fundamental en que se basan estos ordenadores es el qubit. Un bit en una computadora normal es un 1 o un 0. Un qubit puede tener cualquier valor entra 0 y 1. Estos qubit están representados en la realidad por algún elemento físico con un estado cuántico definido: un electrón, un átomo, una molécula, etc.

 

Aquí vemos una serie de átomos de rubidio (en rojo) representando cada una un qubit

¿Qué ventaja supone el uso de qubits? Pues que operaciones increíblemente complicadas para un ordenador convencional, como es la desencriptación de mensajes, se vuelvan rapídisimos. De hecho, si algún genio hubiera conseguido un ordenador de este tipo, podría entrar sin esfuerzo en todos los sistemas informáticos protegidos del mundo. Si quieren ver el poder que esto conlleva, recomiendo el visonado de la película "Sneakers". Tiene casi 20 años y no ha perdido ni un ápice de su actualidad. Como otra película interesante de transfondo informático: "Juegos de guerra".

Pero, por fortuna o por desgracia, la síntesis de un ordenador cuántico es muy complicado. Esto es debido a que la obtención de unos estados cuánticos estables y definidos que permitan cálculos requieren un aislamiento y unas condiciones de operación del sistema cuántico que aún no se han logrado.

Cuando estos dispositivos puedan ser usados, lo primero que cambiará son las técnicas de criptografía. La criptografía consiste en codificación y protección de datos en el entorno informático, con lo podemos efectuar transacciones bancarias seguras, salvaguardar nuestro perfil de Facebook, etc. Si la computación cuántica habilita para asaltar los secretos depositados en los ordenadores, también facultan para la protección de mensajes imposible de descifrar, físicamente imposibles de descifrar.

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