Veertig jaar Wet van Moore

De bekende Wet van Moore bestond vorige week veertig jaar. Intel-medeoprichter Gordon Moore publiceerde in 1965 zijn artikel met de voorspelling dat het aantal transistoren op een chip elk jaar zou verdubbelen. Dat heeft hij in 1975 bijgesteld naar elke achttien maanden.

Tot op heden houdt die voorspelling nog altijd stand. De nu 59-jarige Moore is nog altijd bescheiden over zijn voorspellende gave. “Ik werkte toen bij Fairchild en dat was de grootste producent van transistoren en geïntegreerde circuits. Daar vond de innovatie plaats. Dus ik bevond me toevallig midden in de ontwikkelingen en kon van daaruit vrij makkelijk vooruitkijken”, zei hij in een telefonische conferentie ter gelegenheid van het veertigjarige jubileum.
Fairchild was toen niet alleen het centrum van de ontluikende chipindustrie, het heeft ook veel uitzaai opgeleverd. Naast Moore hebben Intel-grondleggers Robert Noyce en Andy Grove er gewerkt, maar ook AMD-peetvader Jerry Sanders III en zelfs oud-Apple-ceo Gil Amelio. Moore heeft Fairchild samen met Noyce verlaten om Intel op te richten. “Transistoren en elektronica waren toen vooral in gebruik bij Defensie, daar waren de kosten geen probleem. Maar ik voorzag dat ic’s (geïntegreerde circuits – red.) het goedkoper en dus geschikt voor een bredere markt zouden maken.”

Niet verwacht

“Het artikel diende eigenlijk vooral om de groei van de complexiteit over te brengen. Het meest complexe wat we toen hadden was een ic met dertig componenten, transistoren dus.” Moore baseerde zijn voorspelling op drie trends: de verkleining van componenten, de vergroting van chips en de toenemende dichtheid van de componenten. “Het uitknijpen van de ruimte tussen de chipelementen.”

Intel inside “Ik heb een pc met een Centrino-processor erin”, antwoordt Intel-grondlegger Gordon Moore op de vraag wat voor pc hij zelf gebruikt. “Ik doe nog mee met Intels verversingscyclus, dus krijg ik elke twee á drie jaar een nieuwe”, verklaart de reeds lang gepensioneerde oud-topman.

“Ik had niet verwacht dat mijn voorspelling zo precies zou zijn. Het was slechts bedoeld voor de komende paar jaar, hooguit tien. Ik ben verbijsterd dat het nu al zo lang geldt.” Op de vraag hoe lang zijn wet nog stand zal houden, antwoordt hij: “Niets is ‘voor altijd’. We raken nu in de echt kleine dimensies, we zitten op het niveau van atomen. Dat is een behoorlijk fundamentele grens. Toch denk ik dat we nog twee of drie generaties technologie te gaan hebben. Dus duurt het denk ik nog tien tot twintig jaar voor we op een onoverkomelijke fundamentele grens stuiten. Dan kunnen we altijd nog grotere chips gaan maken.”

Nano versus silicon

De veelbejubelde belofte van nanotechnologie is volgens Moore niet direct van toepassing op chips. “Ik ben sceptisch. Geïntegreerde circuits van silicium zijn een cumulatie van vele jaren ontwikkelwerk en honderden miljarden dollars. Nanotechnologie daarentegen is nog jong. Het is zeker geschikt voor veel gebieden, maar voor het vervangen van ic’s? Ik denk van niet. Ic is een fundamentele technologie. Er zit een groot verschil tussen het maken van één nanotransistor en het verbinden van miljoen transistoren.”
“Daarbij zitten we met huidige chips al een tijdje onder de honderd nanometer, wat algemeen wordt beschouwd als het begin van nanotechnologie. Ik denk dus niet dat nano silicium zal vervangen, maar combinaties zijn zeker valide. We zijn nu al bezig ic-technologie en -methodes toe te passen op andere gebieden.” Intel doet dit onder meer met de ontwikkeling van een siliciumlaser, waarvoor het eerder dit jaar een doorbraak onthulde.
“Nanotechnologie heeft wel fantastische mogelijkheden, hoor.” Moore waagt zich niet aan vernieuwde of andere voorspellingen. “Ik rust nu op mijn lauweren. Bovendien sta ik te ver af van de huidige ontwikkelingen om daar afdoende kennis van te hebben. Er zijn wel wat voorspellingen die ‘Moore’s Second Law’ worden genoemd, maar die slaan op andere zaken met een exponentiële groei, zoals bepaalde economische trends. Die zijn door andere mensen geformuleerd, dus daar kan ik helemaal niet de eer van opeisen.”

Homecomputer “Vorig jaar heb ik mijn oorspronkelijke artikel eens herlezen. Ik heb daarin de homecomputer min of meer voorspeld, maar dat had ik helemaal vergeten toen de pc er kwam. Ik was ceo van Intel toen een ingenieur naar me toe kwam met het idee van een homecomputer. Ik vroeg hem wat het nut van zo’n apparaat zou zijn. Hij kwam na enig denken met het idee dat een huisvrouw er recepten mee kon opslaan en opzoeken. Ik reageerde dat de pc niet nuttig zou zijn”, lacht Gordon Moore, medeoprichter van pc-processorproducent Intel.

De grondlegger koestert hoge verwachtingen van de komende jaren. “Ik wou dat ik er de komende veertig jaar bij kon zijn. De technologie zal dan echt verbijsterend veranderen. Kijk maar eens naar het verschil tussen de jaren zestig en nu. Ik zie voorlopig geen vertraging in de ontwikkeling van technologie.”

Verbruik en hitte

Op dit moment is het energieverbruik – en de daarmee samenhangende hitteafgifte – van processoren echter een groeiend probleem. Moore erkent dit. Hij antwoordt op de vraag van Computable wat hij vindt van IBM’s Power-processoren, die in grote aantallen in gebruik zijn in de relatief energiezuinige – en koele – supercomputer Blue Gene. “Het beheersen van het energieverbruik is erg belangrijk, we moeten daar iets aan doen. Intel doet dat ook, met processoren voor mobiele toepassingen voorop. Nu voert Intel dat ook door in desktops.”
“De cto heeft een paar jaar terug een extrapolatie gemaakt waar uitkwam dat toekomstige processoren nucleaire reactoren nodig zouden hebben voor de energievoorziening. Je kunt ook prestatieverhoging van chips doen zonder het energieverbruik of de snelheid te verhogen.” Moore noemt dual- en multicore als concreet voorbeeld van een alternatieve methode om het prestatieniveau te verhogen.
 
Transistoren, niet prestatieniveau
De Wet van Moore stelt dat het aantal transistoren op een chip elke achttien maanden verdubbelt. Dat is in de reguliere media nogal eens verkeerd geïnterpreteerd; veel mensen spreken van een verdubbeling van het prestatieniveau van chips of zelfs van computers. “Die misvatting komt waarschijnlijk vanuit Intel”, zegt Gordon Moore, die de bekende voorspelling heeft geformuleerd. “Een manager bij ons, ene David, zag toen dat het aantal transistoren verdubbelde en tegelijkertijd ook de snelheid van chips. Hij trok de voorspelling dus door.” Tot op heden is het prestatieniveau van chips ook gegroeid, bijna volgens de lijn van de Wet van Moore. Toch is dat niet waar de ‘wet’ betrekking op heeft.