Wet van House
Dat de Wet van Moore de komende jaren zal vertragen en op een gegeven moment zelfs ten grave gedragen moet worden, lijkt dus onafwendbaar. Het is echter ook goed denkbaar dat niet zozeer natuurkundige limieten maar eerder de economische realiteit ervoor zorgt dat investeringen in kleinere transistors gaan stagneren. Een nieuw productieprocedé en de hierbij behorende fabrieken kosten Intel nu al vele miljarden aan onderzoek en productiemiddelen. Dat zijn investeringen die het elke paar jaar weer moet doen. Er komt een punt dat zelfs een rijk bedrijf als Intel dergelijke investeringen niet meer kan verantwoorden of, minstens net zo belangrijk, dat de ontwikkel- en fabricagekosten dusdanig hoog oplopen dat de uiteindelijke prijs-per-transistor niet langer daalt, maar juist weer toeneemt.
Zelfs als de Wet van Moore niet meer geldt, betekent dit niet dat de minder bekende, maar in onze ogen belangrijkere Wet van House (zie pagina 3 van dit artikel) ook ten einde komt. Er zijn immers ook manieren om processors zonder kleinere transistors alsmaar sneller te maken. Intel en andere chipontwerpers doen er al alles aan om hun processors slimmer en efficiënter te krijgen. De opkomst van mobiele apparaten die zo lang mogelijk op een accu moeten werken heeft er al voor gezorgd dat chipontwerpers niet langer simpelweg met meer transistors hun CPU’s sneller maken, maar zich erop richten om bij nieuwe chipontwerpen de prestaties procentueel meer te laten toenemen dan het aantal transistors. Een mooi voorbeeld van deze trend is de laatste generatie Nvidia GPU’s: hetzelfde productieprocedé als de voorlaatste GPU-generatie, slechts een beperkte stijging in aantal transistors, maar wel veel sneller en zuiniger, dankzij een slimmere architectuur.
Daarnaast zijn er allerhande nieuwe ontwikkelingen om ook zonder kleinere procedés meer transistors op eenzelfde oppervlak te plaatsen, zoals het ‘stapelen’ van transistors of complete chips, zoals dat al gebeurt bij moderne soorten flash- en DRAM-geheugen. Door te stapelen kan het aantal transistors per chip weer flink gaan toenemen en kan Moore’s wet een tweede leven worden gegeven.
Fundamenteel onderzoek naar nieuwe, kleinere, snellere en/of efficiëntere transistors blijft ondertussen doorgaan. IBM werkt bijvoorbeeld aan een technologie om met gebruik van koolstofnanobuisjes transistors te maken. In 2011 kondigde de Universiteit van Pittsburgh aan een transistor te hebben ontwikkeld die met een stroomlading van welgeteld één elektron kan schakelen en slechts 1,5 nanometer groot is. In 2012 had de Universiteit van New South Wales een werkende transistor die precies één atoom groot was, op een specifieke positie geplaatst binnen een siliciumkristal. Verder gebeurt er veel onderzoek achter gesloten deuren waarover we nog niets weten.
Daarnaast wordt, voornamelijk op universiteiten, veel onderzoek gedaan naar nieuwe manieren waarop processors kunnen werken, die niet gebaseerd zijn op de binaire annex boolean grondbeginselen, waar alle CPU’s tot nu toe op gebaseerd zijn. Zo wordt er bijvoorbeeld al tientallen jaren onderzoek gedaan naar zogenaamde quantum computers. Op een echte doorbraak is het nog steeds wachten en of quantum computing echt ooit een opvolger gaat worden voor processors zoals we die nu gebruiken is niet te zeggen. Tegelijkertijd wordt er ook veel onderzoek gedaan naar bio-organische computers, die gemodelleerd zijn naar de menselijke hersenen.
Eén ding is zeker: de wens om meer rekenkracht zal de komende jaren zeker niet minder worden en er zijn genoeg knappe koppen bezig om ook in de toekomst de technologische ontwikkeling in sneltreinvaart door te laten gaan. Van die Wet van Moore zijn we vermoedelijk de komende jaren nog niet af!
Gordon Moore op een recente foto naast de huidige Intel CEO Brian Krzanich.
