Zonder transistors zou dit artikel niet te lezen zijn. De 60-jaar oude uitvinding wordt inmiddels met z'n miljoenen toegepast om de gemiddelde processor draaiende te houden.Zonder de transistor zouden servers drie verdiepingen hoog zijn en ken je een laptop alleen als een onwaarschijnlijke prop uit Star Trek. Televisies zouden nog steeds buizen gebruiken, om maar niet te beginnen aan navigatie in de auto. Eigenlijk zou de gehele digitale economie niet voor te stellen zijn zonder de transistor. Microsoft, Google, Apple. Er zouden minder geeks miljonair zijn, of ten minste in een dikke BMW rondrijden.
1947 - 2007
Afgelopen zondag was het zestig jaar geleden dat Bell Labs de transistor uitvond. De vooruitgang van deze uitvinding ontlokte een revolutie in de manier waarop mensen hun favoriete muziek beluisteren, werken, rekeningen betalen of studeren. Deze alles veranderende vernieuwing vond zijn weg naar auto's, mobiele telefoons. Transistors helpen zelfs om je hond of kat kan terug te vinden via een geïmplanteerde chip.
"De uitvinding van de transistor was waarschijnlijk de belangrijkste uitvinding van de twintigste eeuw," zegt Risto Puhakka van VLSI Research Inc. "Het heeft de samenleving veranderd. Kijk naar transport, computers, de regering, de financiële wereld, industrie. De transistor heeft het allemaal beroerd. Neem de productiviteit van de hele economie. Die is waarschijnlijk verdubbeld naar aanleiding van de uitvinding van de transistor."
Buizen, peertjes en hitte
"De uitvinding van de transistor was waarschijnlijk de belangrijkste uitvinding van de twintigste eeuw," zegt Risto Puhakka van VLSI Research Inc. "Het heeft de samenleving veranderd. Kijk naar transport, computers, de regering, de financiële wereld, industrie. De transistor heeft het allemaal beroerd. Neem de productiviteit van de hele economie. Die is waarschijnlijk verdubbeld naar aanleiding van de uitvinding van de transistor."
Buizen, peertjes en hitte
Voordat transistors de kop opstaken werden vacuümbuizen aan- en uitgezet om nullen en éénen te maken. Een buis stond uit voor een nul, en aan voor een één. Een niet erg efficiënte technologie, die enorm veel buizen, peertjes en hitte nodig had om eenvoudige berekeningen uit te voeren. Ook de term bug heeft zijn oorsprong in het buizensysteem, toen af en toe een mot of ander insect in de fik vloog op zo'n hete buis, die daardoor knalde, vertelt Mike Feibus, belangrijk analist bij TechKnowledge Strategies Inc.
Door een moderne bril gezien, waren de buizencomputers enorm traag en groot. Kort gezegd: een schoudertas voor je computer was nog niet echt aan de orde.
Enter transistor
En toen kwam de transistor. Een transistor bestaat uit schakelingen. Als een schakeling aan of uit wordt staat, stokt de stroomtoevoer of begint die juist. De moderne transistor schakelt per seconde zo'n 300 miljard keer aan of uit.
"De transistor zorgde ervoor dat we van die peertjes die een nul of één voorstelden naar deze kleine transistors konden gaan," aldus Feibus. "Vroeger zette je de buizenradio aan en moest je wachten tot de buizen warm waren. Met een transistorradio kon je gewoon rondlopen, en vandaag kun je zelfs je hele muziekcollectie in je broekzak meenemen. Een enorme sprong vooruit."
"Je kunt het belang van de uitvinding van de transistor niet overdrijven. Het is zelfs belangrijker dan de koelkast," zegt Feibus lachend. "Maar serieus, ik denk niet dat er een andere sector is die dichter bij Moore's Law in de buurt komt."
Tweejaarlijkse verdubbeling
De 42 jaar oude voorspelling van Gordon Moore zegt dat het aantal transistors op een chip elke twee jaar verdubbelt. Ondanks de vele noodkreten dat zo'n snelheid gewoonweg niet haalbaar is, gaat Moore's wet nog altijd op. Maar in de afgelopen jaren zijn er toch voorspellingen gedaan dat het energie-lekken van chips en de stroomconsumptie serieuze struikelblokken voor de progressie vormden.
Er was een nieuw ontwerp nodig. De winnaar van deze race naar de toekomst van chips was Intel, rivalen IBM en AMD waren verslagen. Intel kwam met een transistorontwerp dat ze in staat stelde van 65 nanometer naar 45 nanometer processors te krimpen.
Meest geëvolueerde stukje technologie
Volgens Will Swope, vice-president van Intel, is de transistor het meest geëvolueerde stukje technologie in de geschiedenis.
"We maakten ze vroeger per stuk. Nu maken we er een miljard tegelijk," zegt Swope. "De transistor komt van in z'n eentje zwoegen in een laboratorium, naar samenwerken met 800 miljoen van zijn vrienden op iets ter grootte van een stuiver. Ik kan niks anders bedenken dat zo'n enorme technische vooruitgang heeft geboekt. De mens heeft nooit eerder een technologie ontwikkeld die zo snel is geëvolueerd. Het is de basis van de complete computer-economie – PC's, mobiele telefoons, walkmans, iPods. Het heeft zo'n beetje elk aspect van ons leven beïnvloed."
En analisten verwachten dat de transistor de digitale wereld de toekomst in blijft stuwen.
De digitale toekomst
Intel's laatste 45nm Penryn processor telt 820 miljoen transistors. Puhakka verwacht dat er binnen 10 tot 15 jaar halfgeleiderproducenten zullen zijn die 10 miljard transistors op een enkele chip zullen weten te proppen.
Naarmate de nanotechnologie verder verbetert, zullen apparaatjes het menselijk lichaam afzoeken naar zieke cellen of organen, voorspelt Swope. Die toestellen bevatten transistors en zullen worden geïnjecteerd, of transistors zullen ze van buiten het lichaam besturen. Hij voegt daar aan toe dat hij verwacht dat transistors ervoor zullen zorgen dat mobiele telefoons zo klein worden dat ze in de stof van kleding kunnen worden verwerkt. Swope denkt ook aan automatische spraakvertaling in telefoons, zodat mensen makkelijk in verschillende talen kunnen communiceren.
Feibus denkt dat er voorlopig geen nieuwe technologie nodig is om de transistor te vervangen. "Moore's Law? Daar halen we met gemak nog zo'n 15 of 20 jaar extra uit," aldus Feibus. "En wie ben ik om tegen Mr. Law in te gaan?"
Door een moderne bril gezien, waren de buizencomputers enorm traag en groot. Kort gezegd: een schoudertas voor je computer was nog niet echt aan de orde.
Enter transistor
En toen kwam de transistor. Een transistor bestaat uit schakelingen. Als een schakeling aan of uit wordt staat, stokt de stroomtoevoer of begint die juist. De moderne transistor schakelt per seconde zo'n 300 miljard keer aan of uit.
"De transistor zorgde ervoor dat we van die peertjes die een nul of één voorstelden naar deze kleine transistors konden gaan," aldus Feibus. "Vroeger zette je de buizenradio aan en moest je wachten tot de buizen warm waren. Met een transistorradio kon je gewoon rondlopen, en vandaag kun je zelfs je hele muziekcollectie in je broekzak meenemen. Een enorme sprong vooruit."
"Je kunt het belang van de uitvinding van de transistor niet overdrijven. Het is zelfs belangrijker dan de koelkast," zegt Feibus lachend. "Maar serieus, ik denk niet dat er een andere sector is die dichter bij Moore's Law in de buurt komt."
Tweejaarlijkse verdubbeling
De 42 jaar oude voorspelling van Gordon Moore zegt dat het aantal transistors op een chip elke twee jaar verdubbelt. Ondanks de vele noodkreten dat zo'n snelheid gewoonweg niet haalbaar is, gaat Moore's wet nog altijd op. Maar in de afgelopen jaren zijn er toch voorspellingen gedaan dat het energie-lekken van chips en de stroomconsumptie serieuze struikelblokken voor de progressie vormden.
Er was een nieuw ontwerp nodig. De winnaar van deze race naar de toekomst van chips was Intel, rivalen IBM en AMD waren verslagen. Intel kwam met een transistorontwerp dat ze in staat stelde van 65 nanometer naar 45 nanometer processors te krimpen.
Meest geëvolueerde stukje technologie
Volgens Will Swope, vice-president van Intel, is de transistor het meest geëvolueerde stukje technologie in de geschiedenis.
"We maakten ze vroeger per stuk. Nu maken we er een miljard tegelijk," zegt Swope. "De transistor komt van in z'n eentje zwoegen in een laboratorium, naar samenwerken met 800 miljoen van zijn vrienden op iets ter grootte van een stuiver. Ik kan niks anders bedenken dat zo'n enorme technische vooruitgang heeft geboekt. De mens heeft nooit eerder een technologie ontwikkeld die zo snel is geëvolueerd. Het is de basis van de complete computer-economie – PC's, mobiele telefoons, walkmans, iPods. Het heeft zo'n beetje elk aspect van ons leven beïnvloed."
En analisten verwachten dat de transistor de digitale wereld de toekomst in blijft stuwen.
De digitale toekomst
Intel's laatste 45nm Penryn processor telt 820 miljoen transistors. Puhakka verwacht dat er binnen 10 tot 15 jaar halfgeleiderproducenten zullen zijn die 10 miljard transistors op een enkele chip zullen weten te proppen.
Naarmate de nanotechnologie verder verbetert, zullen apparaatjes het menselijk lichaam afzoeken naar zieke cellen of organen, voorspelt Swope. Die toestellen bevatten transistors en zullen worden geïnjecteerd, of transistors zullen ze van buiten het lichaam besturen. Hij voegt daar aan toe dat hij verwacht dat transistors ervoor zullen zorgen dat mobiele telefoons zo klein worden dat ze in de stof van kleding kunnen worden verwerkt. Swope denkt ook aan automatische spraakvertaling in telefoons, zodat mensen makkelijk in verschillende talen kunnen communiceren.
Feibus denkt dat er voorlopig geen nieuwe technologie nodig is om de transistor te vervangen. "Moore's Law? Daar halen we met gemak nog zo'n 15 of 20 jaar extra uit," aldus Feibus. "En wie ben ik om tegen Mr. Law in te gaan?"
Door Peter van der Ploeg (Webwereld)
Geen opmerkingen:
Een reactie posten