Computers zijn in de loop der jaren aanzienlijk sneller geworden dankzij een combinatie van factoren, voornamelijk:
* De wet van Moore (en zijn beperkingen): Decennia lang verdubbelde het aantal transistors op een microchip ongeveer elke twee jaar, wat leidde tot een exponentieel toenemende verwerkingskracht. Dit ging niet alleen over het proppen van meer transistors; kleinere transistors betekenden hogere schakelsnelheden en een lager energieverbruik. De wet van Moore vertraagt echter naarmate we de fysieke grenzen van de miniaturisering naderen.
* Architectonische verbeteringen: Verbeteringen in de computerarchitectuur hebben een cruciale rol gespeeld. Dit omvat:
* Verhoogde kloksnelheden: Aanvankelijk waren hogere kloksnelheden (de snelheid waarmee de CPU instructies uitvoert) een belangrijke motor achter de prestaties. Deze aanpak stuitte echter op thermische grenzen (warmteopwekking).
* Parallelle verwerking: Moderne CPU's en GPU's gebruiken meerdere kernen om informatie tegelijkertijd te verwerken, waardoor de verwerkingskracht aanzienlijk toeneemt. Dit maakt het mogelijk om meerdere taken tegelijkertijd uit te voeren.
* Verbeterde instructiesets: Door efficiëntere instructiesets kan de CPU meer bewerkingen per klokcyclus uitvoeren.
* Cachegeheugen: Sneller en groter cachegeheugen zorgt voor snellere toegang tot veelgebruikte gegevens, waardoor de tijd die wordt besteed aan het wachten op gegevens uit het langzamere hoofdgeheugen wordt verkort.
* Pipelining: Door instructies in kleinere stappen op te splitsen, kunnen meerdere instructies tegelijkertijd worden verwerkt.
* Superscalaire verwerking: Meerdere instructies tegelijkertijd uitvoeren met behulp van meerdere uitvoeringseenheden.
* Technologische vooruitgang in componenten:
* Sneller geheugen: RAM en andere geheugentechnologieën zijn aanzienlijk sneller geworden, waardoor snellere gegevenstoegang mogelijk is.
* Verbeterde opslag: Harde schijven, SSD's en andere opslagapparaten hebben een enorme toename in snelheid en capaciteit gekend.
* Betere verbindingen: Snellere en efficiëntere communicatie tussen verschillende componenten binnen de computer (bijvoorbeeld CPU, geheugen, GPU) heeft de algehele prestaties verbeterd.
* Software-optimalisatie: Softwareontwikkelaars hebben ook bijgedragen aan betere prestaties. Compilers worden voortdurend verbeterd en algoritmen worden verfijnd om beter gebruik te maken van de beschikbare hardwarebronnen.
Kortom, het is een complex samenspel van miniaturisatie, architecturale innovaties en softwareontwikkeling dat de exponentiële groei van de computersnelheid heeft aangewakkerd. Terwijl de oorspronkelijke voorspelling van de wet van Moore vertraagt, gaat het onderzoek naar nieuwe benaderingen zoals quantum computing en neuromorphic computing door om de verwerkingskracht verder te vergroten. |