3.2 Processoren op de markt

ARM processoren en laptops

Vroeger waren laptops bijna altijd uitgerust met chips van Intel of AMD. Die waren krachtig, maar verbruikten veel energie en werden vaak heet. ARM-processors, die vooral in smartphones en tablets zaten, waren zuiniger maar minder sterk. Dat verandert nu snel.

ARM-processors werken anders dan traditionele chips. Ze gebruiken een eenvoudigere manier om taken uit te voeren, waardoor ze veel minder stroom verbruiken. Daardoor gaan laptops met ARM-chips langer mee op batterij en blijven ze koeler en stiller.

Apple was een van de eersten die ARM in laptops gebruikte, met hun M1- en M2-chips. Die zijn niet alleen zuinig, maar ook supersnel. Nu volgen ook andere bedrijven, zoals Qualcomm en Microsoft. Er komen steeds meer ARM-laptops op de markt die zelfs kunnen concurreren met de snelste Intel- en AMD-laptops.

Een paar jaar geleden werkten veel programma’s nog niet goed op ARM-laptops. Maar dat probleem is bijna opgelost. Belangrijke apps zoals Chrome, Google Drive en zelfs veel games draaien nu prima. Windows heeft ook slimme technieken toegevoegd om oudere programma’s toch goed te laten werken.

ARM-laptops zijn dus snel, stil, energiezuinig én geschikt voor school of werk. Alleen voor heel zware games zijn Intel of AMD voorlopig nog iets beter. Maar dat verschil wordt kleiner.

Kortom: ARM-processors zijn klaar voor de toekomst. Ze maken laptops lichter, sneller en beter voor de batterij – en dat is goed nieuws voor iedereen die vaak onderweg is.

CISC en RISC

Processoren kan je ruwweg in twee groepen onderverdelen. CISC-processoren (complex instruction set computing) zijn processoren die gebruik maken van een uitgebreide instructieset, terwijl de instructie-set van RISC-processoren (reduced instruction set computing) veel beperkter zijn. Processoren voor desktops en laptops (de befaamde x86-architectuur) zijn CISC, terwijl processoren voor smartphones en tablets (de ARM-architectuur) RISC zijn. Het verschil in werken wordt duidelijk met een voorbeeld.

Voor een vermenigvuldiging zal een RISC-processor in de instructieset geen aparte instructie terugvinden. Ze zal dus een ADD-instructie in een herhaalstructuur uitvoeren. De vermenigvuldiging 6 x 4 wordt dus opgedeeld in de instructie 6 + 6 + 6 + 6. Hiervoor zijn drie herhalingen en dus drie klokcycli nodig. Een CISC-processor beschikt over de MULT-instructie, waardoor de vermenigvuldiging in één enkele klokcyclus kan worden uitgevoerd. Een CISC-processor is daarom complexer opgebouwd en vereist meer transistoren om complexere bewerkingen in één klokcyclus uit te voeren. Dat maakt een CISC-processor dus krachtiger maar ook duurder, groter en minder zuinig dan een RISC-processor.

De wet van Moore

Een processor bestaat uit miljoenen minuscuul kleine schakelingen, die transistoren worden genoemd. Gordon Moore, medeoprichter van Intel, stelde in 1965 dat het aantal transistoren per processor elke 18 maanden zou verdubbelen. Die uitspraak is een eigen leven gaan leiden als de wet van Moore. Volgens Moore zou die voorspelling slechts voor de eerstvolgende tien jaar opgaan, dus maar tot pakweg half de jaren 1970. Maar zelfs tientallen jaren later blijkt Moore’s stelling nog steeds min of meer op te gaan.

Rekenen op paddenstoelen

Onderzoekers in Oostenrijk hebben ontdekt dat paddenstoelen gebruikt kunnen worden als biologisch afbreekbaar basismateriaal voor elektronische chips. De huid van de Ganoderma lucidum-paddenstoel kan worden gebruikt als basislaag voor elektronische schakelingen. Dit is een duurzaam alternatief voor de niet-recycleerbare plastic polymeren die momenteel gebruikt worden.

Plastic polymeren vormen 37 procent van de massa van een chip en dragen bij aan de 50 miljoen ton elektronisch afval die jaarlijks geproduceerd wordt. Het gebruik van paddenstoelen als alternatief biedt verschillende voordelen. De paddenstoelhuid is een goede isolator en geleider, flexibel en kan herhaaldelijk gebogen worden zonder permanente schade. Bovendien kan het in slechts vier weken worden gekweekt en breekt het snel af in minder dan twee weken.

Deze doorbraak heeft het potentieel om e-waste te verminderen en een duurzaam alternatief te bieden voor op plastic gebaseerde elektronica. Het paddenstoelensubstraat kan ook vocht en UV-licht buitenhouden, waardoor het langdurig kan meegaan. De ontwikkeling van duurzame elektronica op basis van paddenstoelen kan een revolutionaire impact hebben op de toekomst van technologie.