¿Cuánto cuesta simular a un humano?
0,82 microsegundos. Lo medimos, no estimamos. Sorprende más que la cifra: la humanidad cabe en una máquina, animales fallan por memoria y células por corriente.
Generado artificialmenteCualquiera que haya construido alguna vez una simulación de agentes conoce el momento en que se detiene. Añades mil agentes más y de repente todo se atasca. La explicación habitual es: demasiados agentes. La explicación correcta casi siempre es: un bucle en el que cada uno mira a cada uno.
Llevamos una simulación de sociedad llamada JIJI BAMBAM, en la que viven pequeños seres, comen, investigan, tienen hijos, se pelean y mueren. Cada ser lleva consigo nueve módulos de conciencia, desde la percepción pasando por la memoria hasta la autoimagen. La pregunta que nos inquieta no es la del juego. Es: ¿hasta dónde se puede llevar algo así?
Así que medimos en lugar de adivinar.
Las tres cifras
0,82 microsegundos Tiempo de cálculo por ser y tick. 4.677 Byte Memoria por ser. 17 nanosegundos Tiempo de cálculo por casilla del mapa y tick. Cuatro ticks son un año simulado.
El montaje: núcleo de simulación sin visualización, navegador sin salida de imagen, población fijada artificialmente al tamaño objetivo, provisiones rellenadas para que nadie se muera de hambre durante la medición. 60 ticks por punto de medición, un tick de calentamiento descartado.
| Seres | ms por tick | Microsegundos por ser | años simulados por segundo |
|---|---|---|---|
| 100 | 0,48 | 4,80 | 521 |
| 300 | 0,51 | 1,69 | 493 |
| 900 | 1,40 | 1,56 | 179 |
| 2.500 | 2,32 | 0,93 | 108 |
| 6.000 | 5,38 | 0,90 | 46 |
| 15.000 | 12,23 | 0,82 | 20 |
Lee la tercera columna de arriba abajo. Los costes por ser bajan cuantos más seres hay y tienden a un valor fijo. De 2.500 a 15.000 seres el tiempo de cálculo sube 9,91 milisegundos con 12.500 seres adicionales: eso son 0,79 microsegundos de coste marginal por ser, más una base fija de 0,34 milisegundos por tick.
La simulación es lineal, no cuadrática. Eso no es algo obvio, sino una decisión de diseño: la vecindad va por rejilla y asentamientos, no por un bucle en el que cada uno comprueba a cada uno.
Exactamente aquí se decide todo. Una simulación cuadrática está muerta con 15.000 agentes. Una lineal cuesta ahí 12 milisegundos y podría seguir.
El mapa es casi gratis
Hicimos la misma prueba con población fija y mapa creciente. 3.404 casillas cuestan 0,70 milisegundos por tick, 54.464 casillas cuestan 1,42. Sale a 17 nanosegundos por casilla.
Una casilla del mapa es unas cincuenta veces más barata que un ser. Quien quiere un mundo grande lo consigue casi gratis. Quien quiere muchos seres paga. Esa es una regla práctica útil mucho más allá de nuestro juego: el espacio es barato, los agentes son caros.
Nueve mil millones de personas
Ahora el cálculo del que realmente se trata. Nueve mil millones de personas, cada una por separado, con edad, lugar, hambre, salud, familia y nueve módulos de conciencia.
El tiempo de cálculo no es el problema
En nuestro lenguaje de script: 2,05 horas por tick en un núcleo de procesador. Suena a fin de la historia. Pero el lenguaje es la variable más lenta en este cálculo. En C densamente empaquetado con instrucciones vectoriales 75 nanosegundos por ser y tick son realistas, eso es factor once. Entonces son 675 segundos por tick en un núcleo, y en 64 núcleos 10,5 segundos por tick.
Un año de humanidad simulado en 42 segundos. En una sola máquina que puedes comprar hoy.
El almacenamiento ya
4.677 bytes por nueve mil millones son 42 terabytes. Eso es un centro de datos, no un servidor.
Pero este formato es un desperdicio. Una edad no necesita coma flotante, una saturación entre cero y uno no necesita coma flotante, un lugar en un mapa no necesita 64 bits. Si cuantizas todo a un byte cada uno y mantienes las referencias a parejas y padres como números de 32 bits, llegas a unos 40 bytes por humano. Son 360 gigabytes. Eso cabe en una máquina con medio terabyte de memoria de trabajo.
La parte más bonita de esto: nombres, clanes e intereses no hace falta guardarlos en absoluto. Nuestra simulación es determinista, cada azar viene de un valor inicial. A partir del número más el valor inicial se puede generar de nuevo el mismo nombre en cualquier momento, las veces que quieras, siempre igual. El determinismo aquí no es un precepto de pureza, sino una estrategia de almacenamiento.
Todos los animales: el muro está en otro sitio
Animales pluricelulares en la Tierra: unos diez trillones, o sea un uno con diecinueve ceros, en su gran mayoría nematodos, artrópodos y copépodos. Los vertebrados son un error de redondeo en este cálculo.
Se podría calcular. En una máquina exascale, con unas cien operaciones de cálculo por ser y tick, se llega a unos mil segundos por tick. Diecisiete minutos para una estación de todos los animales de la Tierra.
Guardarlo no se podría. 40 bytes por 1e19 son 400 exabytes. Todo el almacenamiento de datos construido del mundo está entre uno y dos zettabytes. Una sola simulación ocuparía entre un quinto y un cuarto de eso.
Con todos los animales el muro es el almacenamiento, no el tiempo de cálculo. Eso invierte la intuición habitual.
Todas las células: el muro es la electricidad
Unas 1e30 células, en su gran mayoría bacterias. Guardarlo no se puede, no por poco, sino por nueve órdenes de magnitud. Se pone interesante con la electricidad.
Con el buen hardware de hoy, alrededor de un femtojulio por operación, un tick cuesta 27,8 teravatios hora. El consumo eléctrico mundial está en unos 30.000 teravatios hora al año. Un año de electricidad mundial alcanza así para aproximadamente 270 años simulados de todas las células de la Tierra.
Y ahora el número que nos ha sorprendido a nosotros mismos. El límite de Landauer describe cuánta energía cuesta como mínimo borrar un bit a temperatura ambiente: 2,85 zeptojulios. Si calculas la misma simulación en este límite físico inferior, un tick cuesta 79 megavatios hora. Eso es el consumo de una ciudad pequeña durante unas horas.
Entre lo que construimos hoy y lo que permite la física hay seis órdenes de magnitud. La simulación celular no es un problema físico. Es un problema de hardware.
Seis palancas
Todos los cálculos de arriba asumen que cada ser se simula de forma individual. Exactamente este supuesto es el error.
1. Resolución según observación. No cuesta por persona, cuesta por observada persona. Una simulación solo tiene que ser individual allí donde alguien mira. Todo lo demás corre como agregado. Como nuestra simulación es determinista, se pueden restaurar los individuos a partir del agregado de forma reproducible: quien mira dos veces ve dos veces a la misma persona. Factor 100 a 10.000.
2. Personas en lugar de individuos. En lugar de nueve mil millones de humanos se simulan algunos millones de cohortes con distribuciones en lugar de valores individuales. La parte delicada es la transición: una cohorte no debe comportarse como un solo ser grande, de lo contrario se pierde la dispersión de la que surge toda dinámica interesante. En los umbrales se calcula la parte de la cohorte que los atraviesa, en lugar de dejar que toda la cohorte vuelque. Factor 1.000 a 10.000.
3. Dirigido por eventos en lugar de dirigido por ticks. La mayoría de los seres no cambian nada en la mayoría de los ticks. Factor 5 a 50, aunque la ganancia se reduce justo en las crisis, o sea cuando se la necesitaría.
4. Resolución temporal según el lugar. Donde está el observador, corre en estaciones. Un continente que nadie ha mirado desde hace trescientos años corre en décadas. Factor 10 a 100.
5. Empaquetar el estado. De 4.677 a 40 Byte es factor 117 y no cuesta nada excepto cuidado. Efecto secundario: los campos densamente empaquetados también son más rápidos porque el procesador los carga de una vez. Dos a cinco encima.
6. Cierre estadístico. Para los niveles que nadie mira nunca de forma individual, se sustituye la simulación por ecuaciones ajustadas. Esa es la única respuesta a la pregunta de las células. Simular todas las células no se puede. Describir todas las células de modo que el nivel de encima cuadre, sí se puede.
El verdadero hallazgo
Empezamos con la pregunta de si se puede simular la Tierra. Tras la medición consideramos la pregunta mal planteada.
La pregunta correcta no es cuánta resolución podemos pagar, sino cuánta resolución necesita la respuesta buscada.
Para el efecto de una ley sobre una población se necesitan cohortes, no individuos. Para una vida individual se necesita un individuo, pero solo uno. Una simulación de toda la Tierra a plena resolución no solo sería cara, también sería inútil, porque nadie podría leerla.
El valor surge en el punto donde se encuentran el agregado y el caso individual. Ahí debe situarse la técnica, y ahí estamos construyendo ahora.
Todos los números provienen de mediciones en nuestro propio núcleo de simulación, julio 2026. Los órdenes de magnitud para las cifras de animales y células son estimaciones de la literatura y en caso de duda inciertos en un orden de magnitud. Las afirmaciones no dependen de eso: un orden de magnitud arriba o abajo no invierte ninguna de ellas. La simulación en la que se midió la puedes ejecutar tú mismo: JIJI BAMBAM.
