Wenn Sie sich diese Woche um die Neuigkeiten gekümmert haben, haben Sie vielleicht etwas über Moores Gesetz gehört, das endlich seinen letzten, gereizten Atemzug einatmet. Natürlich wurde das Moore'sche Gesetz bereits mehrmals für "tot" erklärt, nur um durch eine neue Art von Silizium, ein aktualisiertes Herstellungsverfahren für Dioden oder die große weiße Hoffnung des Quantencomputers wiederbelebt zu werden.
Was macht diese Zeit also anders?
Nanometer-Straßensperren
Das Gesetz von Moore, das zum ersten Mal in den frühen Tagen des Rechnens angewendet wurde, legt nahe, dass sich die verfügbare Rechenleistung auf einem bestimmten Chip alle 12 Monate verdoppelt. Dieses Gesetz ist bis in die letzten Jahre konstant geblieben, da Hersteller wie Intel und AMD mit den Materialien für den Druck von Prozessoren (Silizium) und der Natur der Physik selbst zu kämpfen haben.
Das Problem, mit dem Chiphersteller konfrontiert sind, liegt in der Welt der Quantenmechanik. Für den größten Teil der modernen Computergeschichte war Moores Gesetz eine Konstante, eine zuverlässige Methode, mit der sowohl Hersteller als auch Verbraucher auf der Grundlage der Technologie ihrer Vorgänger bestimmen konnten, wie leistungsfähig die nächste Reihe kommender CPUs sein wird.
Je weniger Platz zwischen den einzelnen Transistoren ist, desto mehr davon können Sie auf einen einzelnen Chip setzen, wodurch sich die verfügbare Rechenleistung erhöht. Jede Prozessorgeneration wird nach ihrem Herstellungsprozess in Nanometern bewertet. Die Intel Broadwell-Prozessoren der fünften Generation verfügen beispielsweise über Logikgatter mit einer Nennleistung von 22 nm, die den verfügbaren Platz zwischen den einzelnen Transistoren auf der CPU-Diode angeben.
Die neuere Skylake-Prozessorgeneration der sechsten Generation verwendet den 14-nm-Herstellungsprozess, wobei 10-nm-Prozesse den um 2018 festgelegten Prozess ablösen sollen. Dieser Zeitplan stellt die Verlangsamung des Mooreschen Gesetzes dar und entspricht nicht mehr den ursprünglich festgelegten Richtlinien es. In mancher Hinsicht könnte man dies den „Tod“ von Moores Gesetz nennen.
Quantum Computing zur Rettung
Gegenwärtig gibt es zwei Technologien, die möglicherweise die Quelle in Moores Schritt zurückversetzen könnten: Quantentunneln und Spintronik.
Ohne zu technisch zu werden, verwendet das Quantentunneln Tunneltransistoren, die die Interferenz von Elektronen nutzen können, um bei kleinen Größen konsistente Signale bereitzustellen, während die Spintronik die Position eines Elektrons auf einem Atom verwendet, um ein magnetisches Moment einzufangen.
Es könnte jedoch einige Zeit dauern, bis eine dieser Technologien für die kommerzielle Serienfertigung bereit ist, was bedeutet, dass bis dahin die Prozessoren bei geringem Stromverbrauch eine andere Wendung einschlagen als bei hoher Leistung.
Low-Power-Lösungen
Unternehmen wie Intel haben vorerst erklärt, dass Prozessoren nicht den Bedarf an Rohleistung oder Taktfrequenz priorisieren müssen, sondern tatsächlich die Menge an verbrauchter Leistung zurücksetzen müssen, um die Effizienz zu steigern.
Dies ist ein Wandel in der Verarbeitungstechnologie, der dank Smartphones bereits seit einigen Jahren eintritt. Der Druck, Geräte wie die des Internets der Dinge in dieselbe Kategorie aufzunehmen, ändert jedoch unsere Denkweise CPUs als Ganzes.
Es wird vorausgesagt, dass Mainstream-Prozessoren mit der Einführung weiterer Technologien, die die Quantenmechanik nutzen, eine Weile langsamer werden müssen, bevor sie wieder aufholen können, da die Branche in der Übergangsphase zwischen den beiden Generationen der CPU-Drucktechnologie wächst.
Natürlich wird es immer noch einen Bedarf an Prozessoren geben, mit denen Spiele und Anwendungen auf Desktop-PCs so schnell wie möglich ausgeführt werden können. Dieser Markt schrumpft jedoch, und ultraeffiziente Verarbeitung mit geringem Stromverbrauch wird weiterhin die bevorzugte Wahl sein, da immer mehr Mobilgeräte und IoT-Geräte den gesamten Markt beherrschen.
