"En informática, la tecnología actual se agota"

La informática se apresta a vivir en los próximos años cambios trascendentales que confirmarán la revolución que la unión del cálculo de altas prestaciones y las comunicaciones vienen esbozando desde hace un tiempo. Al menos así lo cree Mateo Valero, director del departamento de Arquitectura de Computadores de la Universidad Politécnica de Cataluña y del Centro de Computación y Comunicaciones de Cataluña la única gran instalación en informática existente en España. Valero recibió recientemente el Premio Rey Jaime I de Investigación, dotado con 12 millones de pesetas, por su trayectoria.Pregunta. ¿Qué se investiga hoy en computadores? ¿Queda aún algo por inventar?

Respuesta. Desde la aparición del ENIAC -el primer ordenador- hace 51 años, y sobre todo tras la irrupción del mieroprocesador, en 1971, la informática ha sufrido grandes cambios. Su constante miniaturización e integración ha permitido fabricar computadores cada vez más rápidos. Pero, a la velocidad actual, la tecnología de semiconductores en la que se basa se va a agotar en pocos años. Probablemente no alcance más de 15. Por ello hay que continuar investigando y empezar a pensar en alternativas.

P. ¿Tan rápidamente avanza la tecnología?

R. La velocidad actual permite duplicar cada 18 meses el número de transistores en un chip (microprocesador). Al ser el procesador cada vez más rápido, integrado y seguro, arrastra el diseño de computadores. Los arquitectos de computadores nos vemos superados constantemente por la teconología. A veces no sabemos qué hacer con esos transistores de más.

P. ¿Hasta dónde se puede llegar?

R. Con la tecnología disponible, hasta dentro de muy poquito. El límite tecnológico actual en cuanto a la velocidad y potencia de cálculo es el tera flop, que reúne 9.000 pentiums en paralelo a una frecuencia de 200 megahercios. Ahora se pretende construir el petaflop, una máquina mil veces más rápida. Pero se construirá con la misma tecnología, similar a la de los ordenadores personales. La teconología actual no puede seguir escalándose más. Ya se han observado efectos cuánticos en transistores muy miniaturizados. No es posible reducirlos más.

P. ¿Qué alternativas se prevén?

R. En el petaflop la alternativa real prevista por los investigadores es la reunión de tres tecnologías. Se trata de construir un multiprocesador en el que la parte interna de cálculo sea tecnología de bajas temperaturas (permitirá multiplicar por cien la frecuencia), realizando las conexiones con tecnología óptica.

P. ¿Qué puede suponer este salto tecnológico?

R. Que una máquina sea mil veces más rápida es muchísimo. La potencia va a ser enorme. Por poner un ejemplo, el Pentium actual, que puede comprarse por 200.000 pesetas, ya es más rápido que el Cray- 1, el primer superordenador de la historia, construido en 1976. Al precio actual, ese mismo superordenador costaría 2.000 millones de pesetas. El tirón de la tecnología es muy importante, y con él vienen los programadores que inventan nuevas y más potentes aplicaciones. El problema es cómo utilizar esa enorme potencia.

P. ¿Existen otras alternativas?

R. Hay quien investiga ya en ordenadores cuánticos o incluso en ordenadores biológicos basados en la capacidad de procesamiento de las proteínas. Hay que entender primero cómo funcionan para construir máquinas que calculen de otra forma. En cualquier caso, que sean rápidas, baratas y deterministas, como teóricamente lo es el ordenador actual.

P. Mientras llega ese futuro, ¿en qué se está trabajando?

R. Sin duda, en hacer computadores cada vez más rápidos. Nuestro grupo, de 40 personas, trabaja ya en ello. Hay parámetros, como el tiempo de ciclo, que empiezan a estar ya muy apurados. Por ejemplo, un Pentium de 200 megahercios trabaja a cinco nanosegundos. En ese periodo, que influye en el tiempo de cálculo o de ejecución de programas, lanzas tres instrucciones por ciclo. Otras máquinas más rápidas pueden lanzar cuatro, pero es difícil superar esa barrera. Se estudia la posibilidad de lanzar de 10 a 15 instrucciones por ciclo. También puede tocarse la tecnología. Por ejemplo, aumentando el número de procesadores en paralelo o diseñándolos para que se repartan eficientemente las instrucciones.

P. Entonces, aunque la tecnología se agote, no se han explotado todavía todas sus posibilidades.

R. No, en absoluto. Se cree que los problemas actuales de los computadores finalizarán cuando la tecnología se agote. Por eso la tendencia es a esperar a que el crecimiento tecnológico se aproxime a su límite para aprovechar las posibilidades del paralelismo. Eso puede ocurrir en diez años.

P. ¿El paralelismo es pues el futuro inmediato?

R. Sí, pero hay que tener en cuenta que no todas las aplicaciones son ejecutables en máquinas con varios procesadores en paralelo.

P. ¿Hay que cambiar el diseño de aplicaciones?

R. Lo mejor sería diseñarlas pensando en que se van a paralelizar. Una de las líneas de investigación es tratar de que aplicaciones ya desarrolladas puedan correr con procesadores en paralelo. Nuestro grupo lidera el proyecto Nanos de la Comunidad Europea, cuyo objetivo es repensar compiladores, sistemas operativos y la propia arquitectura del ordenador para que el software existente pueda ejecutarse en multiprocesadores. Intel ha comercializado ya placas con cuatro procesadores para aplicarlos a ordenadores personales. Las máquinas que utilizamos en investigación, con 8 o 16 procesadores, son los ordenadores personales de un mañana que está a cinco años vista. Otro proyecto europeo, el Mohoteu, que también lideramos nosotros, pretende adaptar programas que antes se ejecutaban en supercomputadores a estaciones de trabajo.

P. ¿Cómo van a influir todos estos desarrollos en las comunicaciones?

R. Comunicaciones y cálculo de altas prestaciones son áreas estratégicas. Hoy las redes norteamericanas van a más de un gigabit por segundo. En Europa se pretende que haya una red a 34 megabits por segundo ¡casi cien veces más lento que lo que ya existe en Estados Unidos!- La combinación es, en cualquier caso, explosiva. En pocos años se podrá transmitir el equivalente a 100.000 libros en un segundo. Si se dispone, como parece evidente, de ordenadores capaces de procesar esta información, estaremos en las puertas de una gran revolución.