Inleiding #
De Wet van Moore, origineel uitgewerkt in 1965, werd genoemd naar de co-founder van Intel, Gordon Moore. Hij voorspelde dat het aantal transistors op een circuit ruwweg jaarlijks zou verdubbelen, en dat voor een decennium lang.
Hoewel deze oorspronkelijke voorspelling standhield, wijzigde Moore zijn “wet” tien jaar later met een verdubbeling van transistors elke twee jaar. Sinds 1975 hield deze wet stand (hoewel je ook zou kunnen beargumenteren dat de effecten van een self-fulfilling prophecy optreden voor chipfabrikanten en dat het bestaan van de wet zelf een drijvende kracht is), maar het is vrijwel zeker dat de wet van Moore binnenkort zal ophouden met te bestaan – of toch op de manier zoals we die kennen. De reden is vrij simpel: halfgeleider (semiconductor) productieprocessen kunnen nog een wat kleiner dat de huidige bleeding edge (3nm wordt gezien als de meest geavanceerde node van 2022, terwijl dat tien jaar ervoor nog 22nm was), is er een fysische (atomische) limiet op hoe klein een transistor kan zijn. Je kan onmogelijk een transistor produceren die kleiner is dan een atoom.
Chipfabrikanten hebben er alle baat bij dat transistors kleiner worden: hoe kleiner de transistors, hoe meer rekenkracht je op een chipoppervlak kan krijgen. Dat betekent uiteraard ook dat je op een kleiner productieproces meer rekenkracht per watt energieverbruik kan bekomen, iets wat van cruciaal belang is voor mobiele apparaten die gebonden zijn aan een accu.
Er is heel wat academisch (en industrieel) debat over de situatie van Moore’s Law in 2022 en daarna. Theis en Wong (2017) voorspellen in een “post-Moore’s Law” toekomst wanneer finFET de fundamentele fysieke beperkingen heeft bereikt en niet meer kleiner kan worden dat extra rekenkracht vooral op andere manieren bereikt zal moeten worden. Nieuwe implementaties, waaronder het verplaatsen van de cache en het rekenmogelijkheden geven, 3D-gestackte chips (zoals nu al toegepast in High Bandwidth Memory en AMD Ryzen X3D cpu’s) en nieuwe computatiemethodes (A.I., quantum computing, machine learning, applicatie-specifieke geïntegreerde circuits) zullen nog steeds vooruitgang boeken en kunnen mogelijk de Wet van Moore – puur gericht op transistorcapaciteit – ‘vervangen’. Een klassieke manier om de wet van Moore in stand te houden is om simpelweg chips groter te maken, al gaat dit uiteraard gepaard met een groter energieverbruik, wat het een minder ideale oplossing maakt.
Het National Strategic Computing Initiative van de Verenigde Staten werd zelfs gevraagd om een haalbaar en waardevol pad uit te stippelen voor high-performance computing na het tijdperk van de halfgeleider, en dus Moore’s law. De CEO van grafische chipgigant NVIDIA Jensen Huang lijkt ermee in te stemmen dat Moore’s Law dood is, hoewel je ook zou kunnen zeggen dat Huang achter dit statement staat om de hogere prijzen van zijn videokaarten te verdedigen. Intel – het bedrijf dat de wet van Moore heeft bedacht – antwoordde vlak daarna met het statement “Moore’s law is not dead“, waarbij de CEO Pat Gelsinger zelfs vermeldde dat Intel “blijft de stewards te zijn van de Wet van Moore”. Een vaak geciteerde IEEE-paper (Meindl, 2003) stelde dat hoewel het schalen van transistors zal vertragen, Moore’s law “eigenlijk gaat om het verlagen van de kost per functie, iets wat oneindig kan blijven verminderen”.
Hoe dan ook, feit is dat de recente processorarchitecturen die worden gebruikt in desktops een veel hogere TDP (thermal design power, de maximum produceerbare hitte = maximum energieverbruik) behalen dan de vorige generatie chips. We zien dus dat vandaag vaak de tactiek wordt toegepast van grotere chips om meer transistors (en dus rekenkracht) te kunnen plaatsen, met een hogere hitteproductie en stroomverbruik als gevolg.
Effecten van de Wet van Moore op consumenten #
Hoewel de Wet van Moore vrij technisch kan zijn, mag het effect op consumenten zeker niet onderschat worden. Aangezien consumenten hun dagelijkse toestellen op regelmatige tijdstippen vervangen, betekent dat ook dat ze gemiddeld gezien over aanzienlijk meer rekenkracht beschikken bij elke vervanging. Bijvoorbeeld, Counterpoint Research stelde in 2017 dat smartphone gebruikers hun toestel gemiddeld om de 21 maanden vervangen, net geen twee jaar. Een andere studie van Kantar Worldpanel toont aan dat Westerse gebruikers (EU en VS) hun smartphones langer houden, met een gemiddelde van 24,7 maanden in 2018.
Als we ruwweg inschatten dat consumenten – gemiddeld – om de twee jaar van smartphone veranderen, betekent dat ook volgens Moore’s law (dat voorlopig nog geldt) dat de rekenkracht van hun toestel werd verdubbeld. Een verdubbeling van computerkracht heeft aanzienlijke positieve gevolgen voor de visuele en technische representatie van metaverse werelden, waarbij steeds meer technische limitaties verholpen worden.