Jarige microchip stilaan uit de tijd
De microchip, het hart van uw computer, smartphone en digibox, is vandaag veertig geworden. Maar binnen nog eens veertig jaar zal ze waarschijnlijk alweer uit ons dagelijkse leven verdwenen zijn, denkt fabrikant Intel: de wereldwijde vraag naar rekenkracht zal zo snel stijgen dat ze alleen nog maar kan worden voldaan door centrale supercomputers.
"Maar nu, nu kom ik eraan / Nu is er de chip en word ik nummer 1", zo hieven De Kreuners in 1980 een lofzang aan over de wonderen van de chiptechniek. Met 'de chip' bedoelden ze eigenlijk een uitvinding die pas negen jaar eerder voor het eerst aan het publiek werd voorgesteld. Op 15 november 1971, precies veertig jaar geleden dus, kwam de Intel 4004 op de markt, de allereerste microchip. Het was de voorvader van het beestje dat vandaag uw computer, smartphone, digibox en spelconsole aanstuurt: een centrale 'processor', die alle rekenwerk van de machine voor zijn rekening neemt.
Intel, dat vandaag nog steeds 80 procent van alle microchips op aarde produceert, weet echter ook al wat er de volgende veertig jaar zal gebeuren: zo snel als de microchip de afgelopen twintig jaar in ons dagelijkse leven is opgedoken, zal ze er ook weer uit verdwijnen. "De rekenkracht die nodig is om dagelijkse toepassingen te verzorgen, zal op een bepaald moment zo groot zijn dat een centrale chip ze niet meer aan zal kunnen", zegt Luc Provoost, directeur van Intels universitaire lab aan technologie-instituut Imec in Leuven.
"Sinds de introductie van de allereerste chip hebben we altijd geprobeerd om ze kleiner en kleiner te maken. Dat betekende namelijk vanzelf dat ze krachtiger werden: hoe kleiner de transistoren, de kleinste bestanddelen van een chip, hoe meer er in één microchip konden worden gebouwd, en hoe performanter die dus werd. Als je een doorsnee pc van vandaag met de chiptechnologie uit 1971 zou willen maken, zou de centrale chip een plaat van zeven meter op drie zijn. Miniaturisering heeft dus altijd de vooruitgang bepaald. Maar vandaag zijn transistoren bijna ter grootte van een atoom, en kunnen we dus nauwelijks nog kleiner gaan."
Kernachtiger
De performantie van een enkele microchip zat eigenlijk al een vijftal jaar geleden aan zijn plafond. Intel en andere chipbedrijven schakelden toen over naar zogeheten multicore-processoren: meerdere klassieke microchips die met elkaar samenwerken in één centraal systeem. Eerst waren dat er twee, later vier, en ondertussen zijn er zwaardere computers met acht van die 'kernen' in één processor. Als u een nieuwe pc koopt, ziet u dat in de benaming van de centrale chip: die gaan voor een gewone consumentencomputer van 'dual-core' naar 'quad-core'. Met uitschieters die hoger gaan: de PlayStation 3-console heeft een door IBM en Toshiba ontwikkeld centraal chipsysteem dat uit liefst acht kernen bestaat.
De toekomst ligt dus niet meer bij krachtigere chips, maar bij meerdere kernen, zegt Provoost. En met 'meerdere' bedoelt hij uiteindelijk geen veelvouden van twee, maar miljoenen. "De wereldwijde vraag naar processorkracht zal de komende decennia zo snel stijgen dat er alleen maar aan kan worden voldaan via grote computerparken, waar miljoenen chipkernen met elkaar samenwerken. De avant-garde zit natuurlijk in zware wetenschappelijke toepassingen. In de medische wetenschap gaan we bijvoorbeeld naar computermodellen waarin er voor de bijwerkingen van een nieuw medicijn niet alleen berekeningen worden gemaakt voor een paar honderd mensen, maar voor elk denkbaar individu. Dat is alleen maar mogelijk vanuit een supercomputer. En de volgende stap laat zich raden: de computerkracht die de wetenschap nodig heeft, komt altijd - zij het jaren later - ook bij de gewone consument terecht."
In de wolken
Het haakt in op een concept dat al enkele jaren opgang maakt in de informatica: de 'cloud'. Taken die vroeger door de computer in huis werden uitgevoerd, waaronder de opslag van gegevens maar dus ook het uitvoeren van zware berekeningen, worden meer en meer via het internet toevertrouwd aan computerparken die zich vaak aan de andere kant van de wereld bevinden. Een voorbeeld van zo'n clouddienst waarop we onze gegevens alvast parkeren, is Googles e-maildienst GMail. Maar eerste consumententoepassingen waarbij er ook rekenkracht wordt uitbesteed aan de 'wolk' zijn onderweg.
Telecomoperator Belgacom test momenteel bijvoorbeeld de videogamedienst OnLive uit, waarbij de speler in principe alleen maar zijn tv-toestel nodig heeft: alle zware berekeningen die nodig zijn om de 3D-wereld van zijn games tevoorschijn te toveren, gebeuren op de systemen van Belgacom.
"Dat wordt het model van de toekomst", zegt Provoost: "de consument heeft eigenlijk alleen nog maar een scherm nodig, en een internetverbinding. Al de rest kan van op een afstand worden gedaan. Neem bijvoorbeeld de digibox waarmee je digitaal tv-kijkt: technisch gezien is er geen enkele reden waarom je daar een kastje in huis voor nodig hebt."