Ende des Mooreschen Gesetzes

Hoffnung und ein Quantum Trost

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Das Ende des Computerzeitalters?

Keineswegs, behaupten die Chip-Hersteller. Was zu Ende geht, ist die uniforme und gemeinsame Anstrengung einer gesamten Industrie, das Mooresche Gesetz einzuhalten. In der Zukunft werden die Chiphersteller sehr viel differenziertere und spezifischere Wege gehen müssen. Dabei wird es nicht mehr darum gehen, die Chips allesamt besser zu machen und sie dann uniform für die diversesten Anwendungen einzusetzen. Man wird eher von den Anwendungen selbst ausgehen, die unterdessen so verschieden sind wie Smartphones, Computerspiel-Graphik, Supercomputer, bis hin zu Cloud-Datenzentren, und dann bestimmen, welche Chips wofür am geeignetsten sind. Und mit der Entwicklung mobiler und mit sehr vielfältigen Bedürfnissen kommenden Computern sind solche Differenzierungen im Chipdesign auch bereits zu einer ökonomischen Notwendigkeit geworden. Denn die neuen mobilen Anforderungen erfordern die Herstellung vieler verschiedener Recheneinheiten, von denen hingegen jeweils viel weniger verkauft werden. Und dies beschränkt das verfügbare Kapital für ihre Entwicklung und Herstellung. Daniel Reed, Vizepräsident für Forschung der University Of Iowa, formuliert dies wie folgt:

16-Bit-Prozessor, 65kByte RAM, 5 1/4"-Laufwerk, komplett zusammengebaut und getestet – unwiderstehlich.
16-Bit-Prozessor, 65kByte RAM, 5 1/4"-Laufwerk, komplett zusammengebaut und getestet – unwiderstehlich.
(Bild: ... know computers- get girls! / James Vaughan / BY-SA 2.0)

„Ich würde wetten, dass uns das Geld ausgeht, bevor uns die Physik stoppt.“ Reed vergleicht die zukünftige Entwicklung in der Chipfertigung mit der Entwicklung von Flugzeugen. Eine Boeing 787 ist nicht schneller als eine 707 aus den 1950er Jahren – aber sie sind völlig andere Flugzeuge. Die 787 kommt mit Innovationen wie vollständig elektronischen Kontrollen und einem Rumpf aus Kohlenstofffasern. Das wird in der Entwicklung von Computern ähnlich sein. „Es wird weiterhin Innovationen geben, aber sie werden nuancierter und komplizierter sein.“

Aber es gibt auch die Aussicht auf grundlegend neue Ansätze, denen die Grundlagenforschung heute bereits nachgeht, und die den technologischen Fortschritt für Computer beständig fortschreiten lassen und vielleicht sogar dem Mooreschen Gesetz zu andauernder Gültigkeit verhelfen könnten. Dazu zählen alternative Trägermaterialien für die elektronische Schaltkreise wie Graphen oder Kohlenstoffnanoröhrchen, spintronische Elemente (die nicht wie herkömmliche elektronische Schaltungen mit sich bewegenden Elektronen arbeiten, sondern mit den umklappenden Spins der Elektronen), neuromorphe Systeme (deren Elemente sich an der neuronalen Struktur unseres Gehirns orientieren), die Integration von Speicher- und Prozessor-Funktionalität in das gleiche Bauteil (Mem-Computer), eine dreidimensionale Chip-Architektur (in der statt flache Schaltkreise auf die Oberfläche eines Silizium-Wafers zu ätzen, dünne Siliziumschichten mit Schaltkreisen übereinander gestapelt werden – was allerdings nur bei Speicherchips funktioniert, bei denen es kein Wärmeproblem gibt, da sie nur bei einem Speicherzugriff Energie verbrauchen), und zuletzt auch die mögliche Entwicklung eines Quantencomputers, der die gesamte digitale Welt revolutionieren könnte.

Auch wenn diese Alternativen bislang kaum den Schritt aus dem Labor heraus geschafft haben, werden der Chip- und Computer-Industrie kaum die Ideen zum weiteren Ausbau der digitalen Möglichkeiten ausgehen. Interpretiert man daher das Mooresche Gesetz allgemeiner, dass sich einfach der Nutzen der elektronischen Grundbausteine für Benutzer und Endverbraucher alle 18 Monate verdoppelt, so ist davon auszugehen, dass das Gesetz noch lange seine Gültigkeit behalten wird. Denn der menschlichen Kreativität sind kaum Grenzen gesetzt. Die nächste digitale Revolution wird schon bald nach Abschluss der ersten Revolution, die mit dem Mooreschen Gesetz in seiner herkömmlichen Form zu Ende zu gehen scheint, beginnen. Auf jeden Fall treten wir in ein neues und zweifellos aufregendes Zeitalter des technologischen Fortschrittes ein. (br)

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