Sinds we met chips aan het rommelen zijn als mensen is er een soort natuurlijke progressie geweest in de kracht van processoren. Die hangt min of meer vast aan Moore’s Law. Moore was mede-oprichter van Intel en schreef in 1965 al dat we konden verwachten dat het aantal processoren in een computer elk jaar zou gaan verdubbelen. Dat bleek iets te optimistisch, dus werd het een verdubbeling elke twee jaar vanaf 1975.
Tot nu toe hebben we dat redelijk volgehouden, maar het wordt steeds moeilijker: de minieme circuits worden steeds lastiger – en duurder – om te maken en de winst die je daar uit haalt steeds kleiner. De afgelopen paar jaar lag de focus ook veel meer op het besparen van energie: hoe kon je een redelijke processor maken die heel weinig stroom trok?
IBM heeft nu een doorbraak gemaakt door transistoren op een nieuwe manier op elkaar te stapelen. Elke transistor is in feite een klein schakelaartje en hoe kleiner je ze kunt maken, hoe meer kracht een processor heeft. Sinds 2009 is er al geëxperimenteerd met transistoren die niet naast elkaar, maar op elkaar werden gezet in een 3D-structuur.
Die is echter aan het einde van zijn Latijn, dus moest er iets nieuws bedacht worden om nog kleiner te kunnen dan het huidige maximum, 10 nanometer per transistor. IBM heeft nu dus een manier bedacht om transistoren op elkaar te stapelen en zo een ongelofelijk kleine 5 nanometer per stuk te bereiken. Dat zijn volgens Wired ongeveer twee strengen DNA breed: waanzin dus.
Het belangrijkste dat ze hiermee kunnen bereiken is dat het aantal transistoren van 20 miljard per chip naar 30 miljard per chip kan gaan: 50 procent winst dus. Ter vergelijk: Intel vierde in 2011 nog dat ze er een miljard hadden!
Het interessante is dat zich dat niet een op één vertaalt: als je al die transistoren inzet om met dezelfde stroomtoevoer meer kracht te krijgen, win je 40 procent. Da’s niet misselijk, maar interessanter in deze tijd is andersom denken: als je dezelfde performance wilt, heb je 75 procent minder stroom nodig.
Nu is dit nog maar net bewezen als werkend en dus zullen chips met deze technologie pas in 2019 op de markt komen, als het meezit. Belangrijker is dat het geen proces is dat een grote aanpassing vergt in fabrieken die met silicoon werken en dus ook relatief snel in de markt gezet kan worden.
Precies op tijd, voor zelfrijdende auto’s voor het Internet of Things, voor kunstmatige intelligentie, voor onze mobiele telefoons (twee dagen batterij, iemand?) en alle andere mobiele apparaten die niet veel hoeven te doen maar het vooral lang moeten volhouden.
Het maakt vermoedelijk alternatieve methodes voor het opwekken van stroom de moeite, omdat je nu net genoeg kunt opwekken om deze nieuwe chips te laten draaien, waar dat eerst niet kon. De mogelijkheden zijn toch weer uitgebreid dankzij deze vinding, dus Moore kan nog even door gaan. Gelukkig.
[Afbeeldingen © IBM]
