Al een tijdje wordt er gesproken over de enorme hoeveelheid transitoren die er wereldwijd zijn, en de gevolgen en uitvloeisels daarvan.

Tijd voor wat diepgang.

De transistor is 60 jaar geleden in Bell Labs ontwikkeld. Ik kan me geen ander ding voorstellen wat in 60 jaar tijd van één enkel exemplaar naar een geschatte 6 triljoen (6.000.000.000.000.000.000) is gegroeid.

In wezen is een transistor niet extreem ingewikkeld. Het is een elektronisch schakelaartje. Ook wel om zwakke signalen te versterken, en beide zijn opvallend verenigbaar.  Een transistor heeft drie aansluitingen die de Collector, Emitter en de Basis worden genoemd. De Emitter 'straalt' elektronen uit. De naam is afkomstig van de voorloper van de transistor, de elektronenbuis, die een aansluiting had waar elektronen daadwerkelijk vanaf gestraald werden, zoals bij een traditionele TV.

Als elektronen ergens vanaf vertrekken, moet er ook een plaats zijn waar ze aankomen, anders hebben we verdwaalde en verwaarloosden elektrontjes, en dat willen we niet. De aankomstplaats heet, toepasselijk genoeg, de Collector. De grote truc is om de Emitter en de Collector met elkaar te verbinden op zo'n manier dat de (elektronen)stroom beïnvloedbaar is. Daar komt de derde aansluiting goed van pas: de Basis. Dit is een stukje silicium dat een elektrisch isolerende eigenschap heeft en tussen de Emitter en Collector zit waardoor er geen stroom tussen die twee kan lopen. Maar als er een ietsie-pietsie spanning op de basis gezet wordt vloeit er een idem stroompje die de  isolerende werking geleidelijk opheft en komt de aanzienlijke sterkere stroom tussen Emitter naar Collector op gang. Zie hier het versterkende effect: met een kleine stroompje een grotere stroom laten vloeien. Als je de stroom door de Basis zo groot maakt dat de isolerende werking volledig weg is, dan heb je een doorverbinding gemaakt, zoals bij een schakelaar die je 'aan' zet. Haal je de stoom door de Basis weer weg, dan stopt ook de grote stroom. Komt er weer een stroom door de Basis, is er weer stroom. Enzovoort. En dat een paar miljard keer per seconde! Easy.
Langzaam heeft de transistor zijn functionaliteit uitgebreid van een enkel component, naar meerdere transistoren in één behuizing. Dat werd al in de jaren 50 geïntroduceerd, maar ik ken ze uit de jaren 70: de IC s. Dat staat voor Integrated Circuits, een piepklein schakelingetje dat uit meerdere transistoren bestaat. Als we een sprongetje maken naar de huidige HighEnd transistoren uit IBM s procesor-stal: De z10 processor telt zo n 991 miljoen (!) transistoren en de POWER6 760 miljoen. En dat op een stukje van 2 bij 2 cm. Dat is dan ook meteen een volgende uitdaging. Want los van het feit dat je 991 miljoen transistoren op een stukje silicium weet te proppen, zou het ook wel handig zijn als je ze met elkaar zou kunnen verbinden. Anders heb je uh... 991 miljoen transistoren op een stukje silicium met de toegevoegde waarde van een stoeptegel. Het is niet makkelijk om al die transistortjes met hun 3 pootjes met elkaar te verbinden. Het zijn een heleboel 'draadjes' of beter gezegd: spoortjes. De technologie voor het maken van chips worden met de spoorbreedte aangeduid. De meeste processors zitten nu op spoorbreedtes van 65 nm (0.000000065 meter ofwel 0.000065 millimeter), IBM's Cell processor op 45 nm. De volgende uitdaging ligt op 32 nm en dan komt 22 nm. Dat is nog even in de toekomst, maar er wordt al hard aan gewerkt, wat de beste manier is om dat te bewerkstellingen. Uiteraard doet IBM, samen met de Technologie Partners hard mee aan deze ontwikkelingen. Met name om de energie die nodig is om al die transistoren te laten werken, zo laag mogelijk te houden. Want als je van elke transistor ook maar een minuscuul beetje vermogen weet te verminderen, dan zijn dat heel wat Watt-jes op globale schaal.