Wat is digitale technologie?

Serverparken

Stel je een vakantiepark voor, vol met gezellige huisjes waarin mensen van een week(end)je weg genieten. Schrap vervolgens de gezelligheid en bedenk dat elke centimeter van dat huisje zo efficiënt mogelijk is ingericht met computerapparatuur. En dat er zoveel mogelijk huisjes naast elkaar zijn geplaatst om elke vierkante meter te benutten. Dan krijg je een idee van wat een serverpark is.

Google data center

De grootte van deze serverparken (ook wel: data centers) zijn immens. Google heeft er wereldwijd 21, waarvan 5 in Europa. Eén daarvan staat in het Groningse Eemshaven met een oppervlakte van 100.000m2. Zo’n 15 voetbalvelden bij elkaar.

Apple maakt – naast eigen data centers en die van Amazon – ook gebruik van Google data centers. Daar staan dus foto’s en video’s die je met je iPhone maakt.

Microsoft data center

Ook Microsoft heeft een serverpark van vergelijkbare grootte in het Noord-Hollandse Middenmeer. In totaal telt Nederland meer dan 6.000 serverparken (bron: Tweakers.net, mei 2020).

Tijdens de uitbraak van het coronavirus in 2020 moesten veel mensen plotseling thuiswerken en steeg het gebruik van Microsoft Teams explosief. Dat zorgt voor een stevige belasting van het serverpark van Microsoft.

Rekenkracht van computers

Al deze serverparken bij elkaar vertegenwoordigen een bijzonder grote rekenkracht. Samen met de toegenomen rekenkracht in onze smartphones, laptops, computers zijn we daardoor in staat om tegelijkertijd miljoenen digitale toepassingen te draaien: online games, intranet op het werk, de kassa bij de supermarkt, de mobiele app voor parkeren – noem maar op. Dit is het resultaat van een serie ontwikkelingen. Hiervoor is een stukje historie belangrijk.

Transistoren

Als het gaat om rekenkracht van computers, dan is dit mogelijk gemaakt dankzij transistoren. Uitgevonden door natuurkundige Julius Edgar Lilienfield in 1923. Op basis van een bepaalde hoeveelheid elektriciteit die door een transistor gaat, staat deze aan of uit. Oftewel: het is een 1 of een 0. Dat noemen we een bit. De waarde 1 of 0 kan worden opgeslagen in het tijdelijk of lange termijngeheugen van een computer.

De chip

Transistoren worden – samen met andere elektronische componenten – bij elkaar geplaatst op een chip. Uitgevonden door Jack Kilby in 1958. Dat is een plaatje halfgeleider materiaal van silicium (gemaakt van zand) waarin de componenten met elkaar zijn verbonden. Ook wel een geïntegreerde schakeling genoemd. Naarmate fabrikanten in staat waren om steeds kleinere transistoren te maken, pasten er steeds meer op één chip.

Het is geen toeval dat Silicon Valley in Californië, waar veel beroemde technologiebedrijven gevestigd zijn, is vernoemd naar silicium. Silicon is het Engelse woord voor silicium.

Wet van Moore

In 1965 heeft Gordon Moore de uitspraak gedaan dat het aantal transistoren op een chip zich elk jaar zal verdubbelen. Oftewel, het format van een transistor halveert. In 1975 heeft hij dit bijgesteld naar een verdubbeling per 2 jaar. Deze wet van Moore heeft erin geresulteerd dat we tegenwoordig chips met miljarden transistoren hebben. Die transistors zijn microscopisch klein.

De Wet van Moore lijkt inmiddels aan het eind van zijn latijn omdat de transistors simpelweg niet kleiner kunnen worden gemaakt. Dat betekent dat de groei van rekenkracht in andere innovaties gezocht moet worden.

Van bit naar terabyte

Zoals gezegd, heeft een transistor de waarde ‘1’ of ‘0’ en dat noemen we een bit. Als je er 8 bij elkaar zet, spreek je over een byte. Een byte is de standaard eenheid van een computer. Net als dat de inhoud van een pak melk in liters wordt aangegeven, wordt de grootte van computerbestanden vermeld in bytes. Het volgende overzicht is van toepassing:

• 8 bits = 1 byte
• 1024 byte = 1 kilobyte
• 1024 kilobyte = 1 megabyte
• 1024 megabyte = 1 gigabyte
• 1024 gigabyte = 1 terabyte

Voor de meeste consumenten stopt het hier vaak. De grote datacenters tellen echter door met petabytes, exabytes, zettabyte en yottabytes. Bijzondere namen die een bijzonder grote rekenkracht weergeven.

Grote hoeveelheden informatie verwerken

Al deze transistoren op chips vertalen ingevoerde informatie op je computer naar het binaire stelsel (0 of 1) en kan daarmee grote hoeveelheden informatie verwerken en opslaan. Om het in verhouding te plaatsen, kan je de onderstaande voorbeelden bekijken.

• 1 byte: informatie van 1 letter
• 1 kilobyte: bladzijde uit een boek
• 1 megabyte: inhoud van een boek
• 1 gigabyte: buurtbibliotheek (1.000 boeken)
• 1 terabyte: grote bibliotheek (1.000.000 boeken)

Heb je wel eens geprobeerd een boek te zoeken in de bibliotheek terwijl je alleen maar één woord van de titel weet? Een computer heeft het in een ogenblik voor je gevonden.