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La Ley de Moore: Microprocesadores y Sistemas Embedidos, Ejercicios de Medicina

La ley de moore explica cómo el aumento del número de transistores en un microprocesador ofrece más funciones por chip a un menor coste, resultando en dispositivos informáticos más pequeños, eficientes y de mayor rendimiento. Este documento explora cómo esta tendencia ha permitido el avance de la ley de moore y su impacto en la industria de semiconductores, particularmente en intel y tsmc.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo ha influido la Ley de Moore en el desarrollo de microprocesadores y sistemas embedidos?
  • ¿Cómo ha evolucionado la Ley de Moore a lo largo de la historia de la informática?
  • ¿Qué desafíos siguen por resolver en el campo de la fabricación de chips?

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 01/12/2021

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Universidad Politécnica Salesiana
Ingeniería Mecatrónica
MICROPROCESADORES Y SISTEMAS EMBEBIDOS
Nombre: Kevin Amores
Grupo: N° 2
La Ley de Moore
El aumento del número de transistores en un microprocesador ofrece más funciones
por chip a un coste mucho menor por función, lo que proporciona como resultado unos
dispositivos informáticos más pequeños, de mayor rendimiento y con mayor eficiencia
energética. Los chips con múltiples núcleos son una tendencia importante que ha
permitido el avance de la Ley de Moore a lo largo de la última década, ya que nos ha
ofrecido un gran incremento del rendimiento (especialmente en aplicaciones que se
ejecutan de forma simultánea), controlando al mismo tiempo el consumo de energía.
Asimismo, también ha permitido integrar una mayor cantidad de funciones y
prestaciones a lo largo de la historia de la informática, y hemos visto a los
coprocesadores de operaciones matemáticas, la memoria caché y los controladores
integrados de memoria salir de las placas base para ser instalados en el
microprocesador. En breve, Intel Corporación va a mostrar unos microprocesadores
con soluciones completas para aplicaciones gráficas integradas. Estos procesadores
van a simplificar en gran medida el diseño de la placa base, para permitir la creación
de sistemas elegantes para todos los segmentos de clientes.
El aumento del número de transistores en un microprocesador también facilita el
desarrollo de componentes de tipo Sistema sobre un Chip (System-on-a-Chip, SOC)
muy integrados, de bajo consumo y gran rentabilidad para su uso en smartphones,
dispositivos móviles para Internet (MID) y aplicaciones embebidas. La Ley de Moore
es el motor que impulsa el modelo «tick-tock» de Intel, que estima la aparición de una
nueva tecnología de fabricación aproximadamente cada dos años, y la presentación
de una nueva microarquitectura de CPU en años alternos, lo que ofrece como
resultado la comercialización de nuevos productos todos los años.
Intel ha diseñado una serie de planes para ampliar la Ley de Moore durante varias
generaciones más. Estas estimaciones no han cambiado durante las décadas
anteriores. Pero para que la Ley de Moore continúe manteniendo su vigencia, se
precisa una innovación permanente en materiales de circuitos integrados y
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Universidad Politécnica Salesiana

Ingeniería Mecatrónica

MICROPROCESADORES Y SISTEMAS EMBEBIDOS

Nombre: Kevin Amores

Grupo: N° 2

La Ley de Moore

El aumento del número de transistores en un microprocesador ofrece más funciones por chip a un coste mucho menor por función, lo que proporciona como resultado unos dispositivos informáticos más pequeños, de mayor rendimiento y con mayor eficiencia energética. Los chips con múltiples núcleos son una tendencia importante que ha permitido el avance de la Ley de Moore a lo largo de la última década, ya que nos ha ofrecido un gran incremento del rendimiento (especialmente en aplicaciones que se ejecutan de forma simultánea), controlando al mismo tiempo el consumo de energía. Asimismo, también ha permitido integrar una mayor cantidad de funciones y prestaciones a lo largo de la historia de la informática, y hemos visto a los coprocesadores de operaciones matemáticas, la memoria caché y los controladores integrados de memoria salir de las placas base para ser instalados en el microprocesador. En breve, Intel Corporación va a mostrar unos microprocesadores con soluciones completas para aplicaciones gráficas integradas. Estos procesadores van a simplificar en gran medida el diseño de la placa base, para permitir la creación de sistemas elegantes para todos los segmentos de clientes. El aumento del número de transistores en un microprocesador también facilita el desarrollo de componentes de tipo Sistema sobre un Chip (System-on-a-Chip, SOC) muy integrados, de bajo consumo y gran rentabilidad para su uso en smartphones, dispositivos móviles para Internet (MID) y aplicaciones embebidas. La Ley de Moore es el motor que impulsa el modelo «tick-tock» de Intel, que estima la aparición de una nueva tecnología de fabricación aproximadamente cada dos años, y la presentación de una nueva microarquitectura de CPU en años alternos, lo que ofrece como resultado la comercialización de nuevos productos todos los años. Intel ha diseñado una serie de planes para ampliar la Ley de Moore durante varias generaciones más. Estas estimaciones no han cambiado durante las décadas anteriores. Pero para que la Ley de Moore continúe manteniendo su vigencia, se precisa una innovación permanente en materiales de circuitos integrados y

estructuras, no sólo en reducción del tamaño. El silicio tensado y los transistores con puerta de metal high-k son unos buenos ejemplos para explicar esta tendencia. Intel también está investigando en el uso de semiconductores compuestos (más allá del silicio) en el canal del transistor. Dichos materiales, conocidos como III-V, ponen de manifiesto el compromiso de la compañía para mejorar en gran medida el rendimiento del transistor y reducir al mismo tiempo el consumo de energía. Sin embargo, aún hay muchos temas por resolver, especialmente aquellos relacionados con la integración con un substrato de silicio. Entre los retos a resolver podemos destacar el de la litografía. En estos momentos, Intel utiliza una longitud de onda ligera de 193 nm (nanómetros) para establecer patrones sobre sus chips, aunque dichos chips cuentan con prestaciones de tan sólo 30 nm. Pensando en el futuro, Intel y el resto del sector están examinando diferentes opciones litográficas. Asimismo, Intel está también realizando estudios sobre Pilas de Chips en 3 dimensiones (3-D Chip Stacking) y otras formas de integración para conexiones entre chips de alta densidad, reducción del tamaño de los encapsulados y la posibilidad de combinar tecnologías diferentes.

Empresas fabricantes microchips

TSMC

Se llama TSMC (siglas en inglés de la Compañía de Fabricación de Semiconductores de Taiwán), y se ha convertido en la gran dominadora del negocio de la venta de circuitos integrados, los conocidos como chips, a nivel mundial. Junto con sus empresas subsidiarias, tiene más de 51.000 empleados y sus chips se utilizan en informática, comunicaciones, automoción y un largo etcétera de ramas de la industria. Desde su sede en el Parque Científico de Hsinchu, en Taiwán, TSMC se ha convertido en una de las compañías más valiosas e indispensables de un mundo que, más en la era de la pandemia, depende de los diminutos artefactos que fabrica.

Bibliografía

[1] s. https://www-foxbusiness-com.translate.goog/technology/global-microchip-shortage- has-china-eyeing-taiwan?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=nui. [En línea]. [2] https://www.cofis.es/pdf/fys/fys20/fys20_33.pdf. [En línea]. [3] https://www.bbc.com/mundo/noticias-internacional-57081566. [En línea]. [4] https://www.larazon.es/tecnologia/20200904/nt3jmb6omzakbcj7u2vz3sapcu.html. [En línea].