Wet van Moore stokt door drie factoren

De Wet van Moore, die voorspelt dat het aantal transistoren op een computerchip elke twee jaar verdubbelt, stokt door drie factoren: miniaturisatie van transistorlijnen stuit bij een dikte van 10 nanometer op een grens, multicore-processoren zijn moeilijk programmeerbaar en in- en outputbeperkingen ondergraven de urgentie om snellere processoren te bouwen. Dat blijkt uit een interview met Intels onderzoeksdirecteur voor Europa Martin Curley.

'We kunnen het einde van Moore's Law uitstellen, maar dat kan niet tot het oneindige. 10 nanometer is wel de grens', zegt Curley. Volgens de Wet van Moore verdubbelt het aantal transistoren op een chip grofweg elke twee jaar, maar het probleem met silicium is dat siliciumstructuren kleiner dan 10 nanometer niet stabiel zijn.

Multicore-processoren

De overstap naar chips met meerdere kernen betekent slechts uitstel van executie: 'Moore's Law was een paar jaar geleden in gevaar, door de temperatuurontwikkeling in de chip: als de processorsnelheid naar 6 à 7 GHz gaat, stijgt de energieconsumptie exponentieel. Met de overstap van single naar multicore hebben we de levensduur van Moore's Law met zo'n tien jaar verlengd.'

Die overstap brengt een nieuw probleem: 'Vanaf tien, twaalf kernen begint de prestatie van processoren af te nemen in plaats van te stijgen. Er is een nieuw programmeerparadigma nodig, voor het doen van parallelle berekeningen over verschillende kernen. We werken daaraan wereldwijd samen met zo'n honderd onderzoeksinstellingen. Het probleem is te groot voor één instelling.'

Silicon Photonics

Een aantal factoren draagt daarnaast eraan bij dat onder chipfabrikanten de urgentie ontbreekt om het aantal transistoren op chips te verhogen. 'Vanaf de Pentium 3 overtrof de hardwarecapaciteit de capaciteit van ontwikkelaars om die capaciteit te gebruiken.'

Bovendien heeft het volgens de Europese directeur weinig zin om snellere processoren te bouwen zolang andere computeronderdelen en de verbindingen daarmee, roet in het eten gooien: 'Je kunt wel supersnelle microprocessoren hebben, maar als je in- en output beperkt is, ben je nog nergens.'

Curley heeft echter goede hoop dat het tij zal keren: 'Eén van de problemen die we hadden, was dat harde schrijven te traag werden in vergelijking met processoren. Met de introductie van de solid state disk verbeteren zowel de prestaties als de energie-efficiëntie van apparaten. Dat illustreert dat het geen zin heeft om op één onderdeel te focussen, maar dat je de algehele systeemparameters moet verhogen. Via optische [verbindingstechnologie] Light Peak en Silicon Photonics kunnen we het input/output oplossen.'

Innovatiestrategie Intel diversifieert

Desondanks is de wet van Moore volgens Curley nog steeds Intels belangrijkste innovatiestrategie. 'Recent hebben we een nieuwe architectuur aangekondigd, die gebruik gaat maken van Intel's 22 nanometerproces: dankzij Knights Corner kunnen we naar meer dan 50 processorkernen schalen op een enkele chip. Bovendien: als wij niet vernieuwen, doet AMD of een ander bedrijf het wel. En als wij oplossingen bedenken die dingen mogelijk maken die daarvoor niet mogelijk waren, dan kan de samenleving daarvan voordeel behalen.'

Daarnaast heeft Intel 'twee nieuwe gerelateerde strategieën. We willen nieuwe producten en diensten ontwikkelen binnen zakelijke segmenten die grenzen aan microprocessoren, zoals consumentenelectronica: handhelds, mobiele internet devices, enzovoort.'

'Onze derde innovatieve benadering is om te bouwen aan oplossingen voor de grote problemen van onze tijd: klimaatverandering, energie, verkeersopstoppingen, en de verouderende samenleving. Een voorbeeld daarvan is de Intel Health Guide, een systeem om mensen met een chronische ziekte in hun eigen huis toch met dokter te laten communiceren. Dat was zeer succesvol en werd uiteindelijk ook door gezonde mensen gebruikt om hun gezondheidszorg te beheren.'