El fin de la memoria (I): Procesadores
Félix Moreno 2019-11-06
Se habla mucho del colapso: del colapso económico, natural, social, energético… pero no suelo leer a nadie que hable de qué pasará con la cultura, con la información de la actual civilización. De hecho, suelo ver lo contrario: artículos que intentan imaginar un futuro de decrecimiento y organización social con huertas, animalicos, un portátil y unas redes telemáticas comunitarias para no perder las buenas costumbres de la época BAU. Así, he leído cómo ya planean crear redes en ecoaldeas y cosas así. En un futuro artículo hablaré del proyecto RetroShare que se basa en la idea de un internet descentralizado F2F (friend-to-friend) e incensurable, dentro de una red WAN o LAN, sin necesariamente tener conexión con todo el mundo y que, en teoría, usa menos energía que un internet cliente-servidor normal. Porque es probable que después de leer este artículo te plantees un futuro sin internet ni ordenadores.
Lamento dar la mala noticia: toda la informática, incluida toda la información que almacena, serán uno de los primeros peones en caer en un colapso o guerra probablemente próximos, y os voy a explicar por qué.
Muchos aceptamos —a la vista de los datos— que la era del petróleo se acaba, y que pronto habrá una reorganización a nivel mundial de todas las civilizaciones y formas productivas, pero algunos piensan que de alguna mágica manera podremos tener ordenadores, internet y blogs donde hablar de la transición o donde ver películas después de un duro día de trabajo.
Fotografía: Documol. Fuente: Pixabay.
Un ordenador o un móvil son prácticamente los objetos que más tecnología punta tienen de entre todos los objetos que un humano de nuestra era puede comprar con su trabajo. Tiene procesadores, memorias, pantallas, antenas, bateria, todo tipo de sensores, dispositivos de posicionamiento por satélite, micrófonos y altavoces y solo tienen sentido con internet funcionando para ellos. Y esto no implica precisamente poca energía: casi diría que hace falta extraer materia y energía de todos los rincones del planeta para fabricar un sólo móvil u ordenador (y los gadgets modernos que son básicamente ordenadores, como las televisiones, reproductores multimedia, videoconsolas, circuiteria de coches, enchufes inteligentes y todo tipo de electrodomésticos que tengam la palabra smart).
Una lavadora, un lavavajillas, una nevera, un radiador… también a dia de hoy contienen chips de memoria y procesadores, con lo que necesitan al igual que los ordenadores y móviles todo el planeta a su servicio. No obstante, la mayoría podrían decrecer tecnológicamente y volver a fabricarse en el país quitando chips y sustituyendo todo por componentes más sencillos y fabricables con materiales más cercanos y —sobre todo— tecnología fabricada en el país. Por contra, un ordenador, un router o un móvil, una televisión actual necesitan un procesador y un chip de memoria porque son básicamente eso: dispositivos de procesamiento y almacenamiento de datos.
Pero para enfocar el tema vamos a centrarnos en estas dos piezas que considero las más importantes: procesadores y almacenamiento. Realmente podríamos ampliar el análisis a otras piezas de alta tecnología que son parte de un teléfono móvil o un ordenador, pero solo con estas dos tenemos los dos ejes que necesito para llegar a donde quiero en este artículo y en los próximos de esta serie.
Un procesador a día de hoy tiene un proceso de fabricación tan complejo que necesita de países enteros y sociedades hipercomplejas para poder fabricarse. Actualmente los procesadores competitivos se fabrican solo en unos 5 países del mundo. Estamos hablando de productos que fabrican piezas del tamaño de entre 4 y 15 nanómetros.
Para entendernos: un átomo tiene un grosor de 0,32 nanómetros, una celula del tipo glóbulo rojo tiene un tamaño de 7000 nanómetros, el diámetro de un cabello humano son unos 75.000 nanometros. Es decir estamos hablando de empresas que hacen transistores poco más grandes que 20 – 30 átomos juntos. Pronto además nos encontraremos con el límite de no poder hacer transistores mas pequeños, porque por ahora solo somos capaces de crear objetos con átomos y no se pueden hacer casas del tamaño de un ladrillo con ladrillos.
Poder manipular la materia a este nivel es algo que, como digo, solo pueden hacer en fundiciones muy específicas en cinco de los 194 países que existen. El resto de países simplemente dependen del comercio y la política exterior para poder acceder a estos bienes. Ello ya muestra, sin entrar todavía en detalles energéticos, la fragilidad estratégica de nuestra sociedad de la información.
Fábrica de GlobalFoundries en Alemania (Fuente: Wikimedia Commons.)
Y por si esto fuera poco, estas empresas acaban o acabarán subcontratando la producción por lo complicado de la tecnología en sí misma a megaempresas que prácticamente acabarán fabricando todos los procesadores del mundo en 2 o 3 sitios del planeta. Cosas del capitalismo, la competencia y la economía de escala. Por ejemplo, la empresa GlobalFoundries que fabrica para Intel o AMD solo tiene plantas en EEUU, Alemania y Singapur. Intel, de hecho, va a contratar a esta empresa para fabricar sus procesadores porque es incapaz de fabricar procesadores tan pequeños en sus fábricas de EEUU y está perdiendo la batalla tecnológica contra AMD y sus nuevos procesadores. Como curiosidad GlobalFoundries es propiedad del Emirato de Abu Dhabi. Y hay países que no te imaginas, tomando posiciones tecnológicas, como son Israel o los países petroárabes.
Una pequeña lista de países que fabrican procesadores —los corazones de nuestra actual sociedad— con tecnología de menos de 10 nanómetros: EEUU, China, Corea, Taiwán y Singapur. Antes podría haber estado Japón, pero que ya no esté en la lista es otro síntoma más de su decadencia. Insisto: en todo el mundo, solo cinco.
Luego se puede ampliar la lista con países que fabrican chips no tan pequeños ni potentes: Irlanda, Rusia, India, Israel, Japón, Abu Dhabi, Reino Unido, Italia y Alemania. Todos estos están entre atrás y muy atrás (Italia) en los niveles de miniaturización y en algunos casos simplemente sucede que las empresas madre no quieren que aprendan o tengan las herramientas necesarias para la última tecnología por motivos geoestratégicos.
¿Qué pasaria si alguna de estas fábricas fuesen objetivos militares en una guerra? No lo vemos, pero al igual que recibimos un flujo constante de hidrocarburos, todos los días llegan a todos los países contenedores y contenedores llenos de microprocesadores, normalmente dentro ya del producto final: típicamente, ordenadores. Un solo dia de corte de este flujo y los precios empiezan a subir en todo el mundo. Una semana y los precios del stock restante se dispararían. Un mes y habría caos mundial. Así de sencillo. Imaginad un mes sin contenedores llenos de ordenadores o microchips llegando a los puertos europeos. Sólo un mes.
Una lista de las empresas que tienen los ingenieros y tecnologías capaces de fundir el metal para reordenar los átomos al tamaño de los procesadores actuales: GlobalFoundries, TSMC, UMC, Samsung Foundry, SMIC, y prácticamente esto es todo. Seis empresas para 7.500 millones de humanos, porque portatiles y sobre todo móviles tienen prácticamente todos los humanos de la tierra. Esto puede resultar sorprendente, pues se podría pensar que son cosas del primer mundo, pero unido a que al principio simplemente heredaron nuestra basura tecnológica y ahora son un mercado más, los fabricantes tienen los mercados de ambos mundos cubiertos. Es raro el lugar del planeta que no tenga red móvil o redes wifi con acceso a Internet, al menos por lo que he podido comprobar personalmente. Seguro que hay miles de sitios sin cobertura, incluidas montañas de mi provincia y lugares como San Bol en Burgos, pero me refiero a cualquier aldea de más de 500 habitantes, pueblo o ciudad de cualquier parte del mundo. Recuerdo que un político español criticaba que los pobres que pedían comida tuviesen móviles: “Si tienes para un móvil tienes para comida” decía. Esto me lleva a una reflexión interesante: hasta el tercer mundo, que se supone viven en el colapso continuo y están mucho más preparados para situaciones complicadas energéticamente, tendrán que adaptarse a un mundo mucho más low tech incluso del que tienen ahora.
Portada del libro ‘IBM and the Holocaust’
En un futuro decrecimiento —y tal vez colapso— las naciones que no tengan capacidad de producción de semiconductores están en una desventaja estratégica, no solo porque sean necesarios para tener teléfonos móviles y que la población tenga internet. Además todo el país depende de los procesadores de alta potencia: la gestión de la administración, telemetría, bases de datos, servicios públicos, etc. También son imprescindibles para la guerra moderna: drones, cazas, misiles, etc. Por desgracia seguirá habiendo durante un tiempo países productores que proveerán a otros países —siempre y cuando no los consideren enemigos— lo mínimo para mantener a la población controlada. Pensad que los primeros ordenadores IBM se usaron en la Segunda Guerra Mundial tanto por la Alemania nazi como por los Aliados no precisamente para hacer hojas de cálculo o jugar al buscaminas, si no para calcular trayectorias balísticas y llevar bases de datos de personas. También tecnología prehistórica de IBM se usó en la Guerra Civil Española para encontrar disidentes, con comisiones incluidas para Franco.
Tal es la obsesión por un futuro de escasez tecnológica que Rusia, Europa y China están invirtiendo dinero en la última década (China y Rusia mucho, Europa una miseria) para tener la capacidad de diseño y producción de microprocesadores propios para un futuro en el que el comercio con los mencionados seis países decaiga debido a la inminente falta de energía, o por guerras o catástrofes medioambientales y las consecuencias que estos hechos tendrán para el comercio y la paz. Otra ventaja de disponer de esa capacidad sería controlar o evitar las puertas traseras, por obvios motivos de seguridad nacional, pues se sabe que los países importan procesadores y chips con puertas para el espionaje entre naciones, aunque desde mi punto de vista esto resulta de una relevancia menor que la capacidad de producir tu propia tecnología.
Creo que quien lea este texto podrá fácilmente imaginar qué pasará cuando no solamente los países no puedan producir tecnología en forma de memorias y procesadores ni importarla. Y no me refiero solo a los países más pobres: todos los demás países vivirán irremediablemente arrodillados ante las potencias que sí tengan esta capacidad, si existe esa posibilidad, porque cuesta mucho predecir hasta que punto no tener petróleo nos llevara a que momento tecnológico e histórico equivalente. Ahora mismo nadie se cuestiona la continuidad de un flujo constante de procesadores en forma de ordenadores, móviles y otros dispositivos electrónicos desde Asia y EEUU. La oferta es amplia y la demanda no crece a un ritmo que implique ahora mismo subidas de precios salvo catástrofes puntuales… pero ¿por qué tendría que seguir siendo así?
Si la energía disponible escasea —tal y como predicen los modelos— la capacidad de producción y la demanda irá disminuyendo poco a poco junto con la potencia computacional que la tecnología vaya proporcionando. No sería disparatado pensar que en 5-10 años lleguemos a máximos de capacidad computacional. Bien podríamos acuñar un nuevo par de términos: Peak Computing / Peak Memory, el máximo poder de procesamiento y almacenaje que cada una de las sociedades, países, o todo el planeta en su conjunto puede computar y almacenar. Porque al igual que el PIB de un país va muy ligado a su energía, exactamente igual pasa con el poder computacional y de almacenaje que depende de la energía disponible.
Hay gente que piensa que los procesadores cuánticos serán la salvación, que permitirán superar principalmente los límites físicos a los que tendremos que enfrentarnos en el camino hacia la miniaturización. Este es otro problema al que se enfrenta la fabricación de procesadores como dijimos mas arriba cuando habñabamos de tamaños. Pero lo cierto es que si algo necesita un ordenador cuántico a día de hoy, es ingentes cantidades de energía para mantenerlo refrigerado.
Básicamente los paises mas ricos están en una carrera de I+D por intentar poder fabricar en sus territorios procesadores con los que poder tener soberanía tecnológica para reparar o crear armas o poder mantener los sistemas informáticos clave para el país, antes de que la falta de energía acabe creando guerras comerciales como las que está empezando a provocar Trump. No son nuevos los embargos tecnológicos en el mundo, y menos aún desde EE. UU., pero sí son mas sonados últimamente gracias a este señor.
Placa base del Elektronika BK-0010-01, ordenador personal soviético
En realidad el gobierno de EE. UU. lleva años prohibiendo transferir tecnología a ciertos países, sobre todo en forma de procesadores, y especialmente a China. Esto responde más que nada al deseo de controlar el nivel tecnológico de cada país, y controlar quién y dónde fabrica, y qué hace con ese poder computacional; una guerra de las galaxias electrónica que empezó en los 80 pero de la que poco se habla. Ya se hizo con la URSS, a la que se prohibió acceder al incipiente mercado de los microprocesadores y que tuvo que subsistir con su clon del Z80 hasta bien pasados los noventa. El poder computacional de un país —aunque aparentemente nadie piense en él y parezca algo ajeno a cualquier conflicto internacional—, es algo que preocupa, y mucho, a las principales potenciales mundiales, sobre todo a EEUU, Rusia y China.
Y sin embargo, aunque la voluntad de los países sea controlar la fabricación, por ahora toca importar, como le toca a Apple, que diseña los procesadores, pero los fabrica en Asia (TSMC y Samsung Foundries) y ya puede patalear Trump todo lo que quiera exigiendo que se lleve la producción a EEUU. Al final son muy pocas fábricas en todo el mundo las que tienen la capacidad de fabricar chips de menos de 15 nanómetros. El motivo es que hace falta tal cantidad de energía, dinero, I+D, personas preparadas, universidades, fundiciones sumamente especializadas, materiales y procesos de producción muy avanzados y unas demandas de tal escala que solo megafábricas en lugares muy concretos del planeta pueden producir la cantidad y calidad demandada. Es decir, solo una sociedad hipertecnificada, con ingentes cantidades de energía en formas diversas, puede acabar fabricando el objeto que más necesita la actual sociedad de la información. Todo esto genera una demoleradora fragilidad sistémica, y una dependencia total de la energía disponible y del comercio mundializado que hará que, en el caso de que la energía deje de llegar de los pozos petrolíferos o haya alguna guerra en Asia, todo se desmorone y que la Sociedad de la Información tal y como la conocemos desaparezca muy rápido. Pienso que los procesadores de la actual y de las siguientes generaciones serán los últimos en ser tan rápidas si la energía para fabricarlos se va reduciendo; difícilmente se podrá fabricar con menos energía lo que a duras penas se puede fabricar con toda la energía disponible hoy en día.
Un ejercicio de futurología interesante consistiría en analizar qué pasa cuando una de estas fábricas se inunda o sufre un corte de luz un par de días.
Entonces, ¿qué pasará con las sociedades tecnológicas cuando dejen de fluir los procesadores a causa de una hipotética falta de energía o conflicto armado, o probablemente ambos? En resumidas cuentas, empezará una decadencia donde todo lo tecnológico irá dejando de funcionar: al principio se irá disminuyendo la potencia y complejidad de los procesadores y sistemas de almacenamiento, año a año. Los primeros cinco años será un momento de priorizar: los gobiernos empezarán a hacer todo lo posible para que sus sistemas sigan activos, habrá una reducción de la utilización de ordenadores en los gobiernos en todo lo posible y un triage sobre qué es primordial que funcione y qué se puede sacrificar. Como siempre, lo primero para los estados será la defensa y el control de la población, y el intentar seguir fabricando para tener superioridad tecnológica respecto al resto de países.
A nivel de usuario poco a poco irán muriendo los procesadores actuales y el acceso al público en general a nueva tecnología se irá encareciendo. Probablemente tengamos procesadores menos complejos y de más nanómetros fabricados más cerca, un poco al estilo del Z80 en la Rusia Soviética.
En un próximo artículo titulado “El fin de la memoria (II)” trataré las propias memorias electrónicas, que no tendrán tanta suerte como los procesadores en lo que a obsolescencia se refiere. Los procesadores tienen vidas útiles de una década, e incluso apretando un poco 2 o 3, tal vez 40 años algunos… En realidad no sabemos si durarían más de 50 años porque todavía no ha pasado tanto tiempo. Los nativos digitales tendrán que hacer la transición a simples mortales analógicos. Vivirán una decadencia donde al principio solo los ricos podrán seguir teniendo tecnología potente, luego solo las empresas, y al final solo los gobiernos, exactamente el mismo camino que ya hemos recorrido en los últimos 50 años, solo que al revés.
A los pequeños ordenadores ARM, les pasará como a los vuelos low cost: se acabarán encareciendo. Cuidado con pensar que un miniPC ARM tipo Raspberry Pi es el futuro y la salvación (¡¡microordenadores por 35$ fabricados en Reino Unido!!). Estos microordenadores tan baratos usan procesadores de 10nm como los más caros y rápidos, solo que son más sencillos en lo que a arquitectura y velocidad, así que pocos países podrían fabricarlos. Hasta los procesadores y sistemas en chip (SoC) que hoy casi regalan con los cereales del desayuno se fabrican en Asia. Recordad las cinco empresas mencionadas fabricantes de procesadores: GlobalFoundries, TSMC, UMC, Samsung Foundry, SMIC. Bien, pues la Raspbperry PI usa procesadores de la empresa americana Broadcomm que no fabrica, solo diseña el procesador y la fabricación acaba en Asia o EEUU según el procesador lo fabrique SMIC, TSMC o UMC. . Podéis buscar cualquier chip, cualquier fabricante, cualquier empresa de tecnología, tirad del hilo y acabaréis en un 95% de los casos en una de estas cinco fundiciones.
¿Se podría volver al actual presente tecnológico, con tal flujo de procesadores a todo el planeta en un futuro con sociedades sin petróleo? ¿A dónde se podrá llegar tecnológicamente con una TRE de 2 a 4?
Mantener estos sistemas de fabricación tecnológica una vez que ya no dispongamos del petróleo, será igual de complicado que seguir teniendo dos coches por familia en el futuro, o que poder seguir usando aviones. Tal vez las sociedades del futuro decidan que disponer de memoria y procesamiento digitales es más importante que tener coches, viajar en avión, o cambiar de ropa cada año, tal como la URSS eligió fabricar procesadores para sus universidades, gobiernos y ejércitos en vez de otros lujos, con la energía de que disponía.
Retomando la mirada a cómo podría ser la informática post-colapso, resulta interesante ver los procesadores Z80 fabricados para mis ordenadores Spectrum o mis consolas Game Gear, Megadrive, etc. dando la talla después de 40 años. Un procesador el Z80, por cierto, inventado y fabricado en los EE. UU., pero copiado y fabricado también en Japón y la URSS, cada uno por sus motivos historico-politicos o por bloqueos de importación, para alimentar a sus incipientes sociedades tecnológicas. Ahora ya no es posible copiar un microprocesador moderno, no tanto por la arquitectura, si no por el tipo de sociedad y la energía necesarios para poder fabricarlo; de hecho, a veces ni los propios fabricantes pueden implementar sus propios diseños en sus fábricas y externalizan.
Es interesante también ver cómo sobreviven en países con embargos tecnológicos, como fue en su día la extinta URSS o actualmente la Cuba socialista. Baste con buscar en la WWW información sobre el fenómeno paquete. Aunque en realidad los países tercermundistas sí que son parte del sistema de comercio internacional de procesadores y memorias: simplemente reciben los productos de otras formas, en forma de basura tecnológica o de contrabando, por lo que no podemos extrapolar directamente un embargo con las consecuencias de un colapso energético mundial donde falle la fabricación.
Además, la era de los procesadores la hemos vivido prácticamente en tiempos de paz —al menos en Occidente—, con lo que no estamos preparados para lo que vendrá o podría venir.
En un segundo artículo llamado “El fin de la memoria (II)” analizaremos la otra parte importante de la ecuación, la memoria donde almacenar los datos. Esta es tal vez más importante que los procesadores, que tienen una obsolescencia bastante dilatada en términos de una vida humana, algo que no se puede decir de otros pilares de la sociedad de la información.
