Impact processor op datacenter steeds groter

Intel-slider

In 1965 voorspelde Gordon Moore in het Amerikaanse tijdschrift ‘Electronics’ dat het aantal transistors in een chip elke twaalf maanden zou verdubbelen. Hij kon toen nog niet voorzien dat deze voorspelling uiteindelijk zou uitgroeien tot een ‘wet’. Een wet die enorme gevolgen heeft gehad voor onze wereld. Het is dankzij de ‘Wet van Moore’ dat we nu niet alleen de pc’s en andere bekende computers hebben, maar ook smartphones, tablets en de nieuwe wearables. En die ontwikkeling gaat voorlopig nog wel even door.

Aanvankelijk ging Moore - die later samen met Robert Noyce het bedrijf Intel zou oprichten - er van uit dat het aantal transistors op een chip elk jaar zou verdubbelen. Dat stelde hij enkele jaren later bij naar 24 maanden, een tempo dat Intel tot op heden weet te volgen. Het feit dat we anno 2015 letterlijk overal computers tegenkomen, in welke vorm of omvang dan ook, is voor een belangrijk deel te danken aan het feit dat computerchips volgens de Wet van Moore iedere twee jaar heel veel meer kunnen tegen ongeveer dezelfde prijs. Als de computerindustrie deze ontwikkeling de afgelopen 50 jaar niet had gevolgd, zouden we nu misschien geen zaken zoals datacenters, cloud computing en het internet hebben. En als het tempo van de Wet van Moore slechts half zo hoog was (verdubbeling iedere vier jaar), dan zouden we nu computers gebruiken met het formaat en de verwerkingscapaciteit van begin jaren ’90. Dan hebben we het dus over de i386/i486…

Verdere verkleiningsstappen

  • Patrick Bliemer
  • Regelmatig komt de vraag naar voren hoe lang de Wet van Moore nog zal blijven gelden. De huidige chiptechnologie, op basis van silicium, lijkt tegen bepaalde fysieke grenzen aan te lopen, waardoor een verdere verkleining op zeker moment niet praktisch of niet mogelijk zal zijn. “Op dit moment worden in de fabrieken van Intel chips geproduceerd aan de hand van 14 nanometer-technologie”, zegt Patrick Bliemer, managing director Noord Europa bij Intel. “Op basis van de ervaringen die Intel de afgelopen vijf decennia heeft opgedaan, zullen verdere verkleiningsstappen ook nog haalbaar zijn.” Desalniettemin zal er een moment komen dat er andere technologieën nodig zijn om de prestaties van chips en computers te blijven verbeteren. Dat heeft Intel eerder al gedaan met de toepassing van nieuwe materialen in chips en de ontwikkeling van 3D-transistors. “Maar natuurlijk zijn we ook aan het kijken naar andere mogelijkheden, van optische chiptechnologie tot kwantum computing”, vervolgt Bliemer. “Maar de grootste uitdaging is misschien niet de technologie maar het kostenaspect. Het moet uiteindelijk commercieel wel haalbaar en zinvol zijn.”

De Wet van Moore in het datacenter

Gordon Moore

De eisen die aan chips worden gesteld voor wat betreft prestaties en energieverbruik, nemen momenteel sterk toe door de opkomst van het Internet of Things (IoT). Om al die talloze apparaten en sensors met het Internet en onderling met elkaar te verbinden tot het IoT, zijn laaggeprijsde maar krachtige computerchips nodig die zo min mogelijk energie verbruiken. Opnieuw zorgt het innovatietempo van de Wet van Moore er voor dat in deze behoefte wordt voorzien, met nieuwe oplossingen zoals de compacte Intel Edison microcontroller. De enorme hoeveelheden data die al die met het Internet verbonden apparaten en sensors opleveren, moeten uiteindelijk natuurlijk opgeslagen en geanalyseerd worden om er zinvolle, bruikbare informatie uit te genereren. De voor deze big data analytics benodigde processorcapaciteit in datacenters zal de komende jaren sterk toenemen, waarbij echter het energieverbruik niet mag stijgen en bij voorkeur zelfs zou moeten dalen. Ook hier kan de industrie dankzij de Wet van Moore in voorzien, met steeds krachtigere en specifiek voor zware taken ontwikkelde processors en servers. Met name op dit gebied spelen zaken zoals energieverbruik en de benodigde koeling een zeer cruciale rol. En opnieuw zorgt de chipontwikkeling volgens de Wet van Moore voor soelaas, doordat de steeds krachtigere servers ondanks de hogere prestaties niet meer koeling vereisen. De onlangs geïntroduceerde Intel Xeon processor E7v3 is daar het meest recente voorbeeld van.

Meer dan alleen technologie

De evolutie van computerchips en het feit dat computers hierdoor steeds meer mogelijkheden krijgen, betekent echter meer dan alleen technische voortuitgang. Alle facetten van onze maatschappij worden hierdoor beïnvloed. Op economisch gebied betekent het bijvoorbeeld dat ondernemingen steeds weer nieuwe en betere diensten en producten kunnen aanbieden tegen lagere kosten. Ieder datacenter maakt gebruik van technologie die is gebaseerd op de Wet van Moore. De kosten van de reken-, netwerk- en opslagsystemen die samen een datacenter maken, zijn de afgelopen decennia sterk gedaald, terwijl tegelijkertijd de capaciteit enorm is toegenomen. Zeker voor een kennis- en innovatieland als Nederland, is dit een niet te onderschatten gevolg van de Wet van Moore.

En natuurlijk is onze wereld ook in bredere zin de afgelopen vijf decennia getransformeerd, dankzij de continue technologische innovatie. Computertechnologie die ooit alleen voorbehouden was aan de grootste bedrijven, overheden en de wetenschappelijke wereld, is nu iets dat we vrijwel allemaal dagelijks gebruiken. De PC, internet, tablets, smartphones, sociale media, cloudtechnologie, etc., dit alles is alleen maar mogelijk dankzij de voortdurende verkleining van de transistor. En dat brengt ons bij de maatschappelijke impact. Omdat computers zo goedkoop zijn en daardoor universeel gebruikt kunnen worden, hebben ze er voor gezorgd dat we op totaal andere manieren zijn gaan werken en communiceren. We kunnen makkelijker en efficiënter dan ooit allerlei taken uitvoeren. In onze samenleving is technologie niet alleen nuttig en makkelijk, maar echt onmisbaar. De zorg, betalingsverkeer, communicatie, transport en logistiek, onderwijs, wetenschap, in alles is computertechnologie de essentiële spil.

Nog altijd actueel

De ontwikkeling van computerchips blijft doorgaan en daarmee de ontwikkeling van nieuwe mogelijkheden om die chips in te zetten. Van het Internet of Things, krachtigere datacenters en real-time big data analytics tot smart cities, nieuwe vormen van interactie tussen mens en computer, wearables en technologie in kleding, de impact van computertechnologie zal toenemen. Vijftig jaar na de publicatie door Gordon Moore is zijn ‘wet’ nog altijd actueel en vormt het de drijvende kracht voor verdere innovatie. Paradoxaal genoeg zal daarbij echter juist de rol van de mens toenemen. Enerzijds als creatieve kracht om nieuwe toepassingen en inzetmogelijkheden te bedenken, maar anderzijds om te bepalen wat we nu eigenlijk wel en niet zouden moeten doen met al die data en inzichten. Een ding is zeker: de volgende vijftig jaar worden interessanter dan ooit.