Es ist die Geschichte eines angekündigten Todes und zugleich eine der größten Herausforderungen, denen sich die Computerwelt im nächsten Jahrzehnt stellen muss. Das sogenannte Mooresche Gesetz, ein fast magisches Konzept, das es uns erlaubte, die Zahl der Transistoren auf einem Chip alle 24 Monate zu verdoppeln, geht zur Neige. Der Bruch des Tick-Tock-Prinzips durch Intel und die Verzögerungen von AMD bei der Einführung kompakterer Prozesse sind starke Indizien dafür – doch nun haben wir so etwas wie eine „offizielle Bestätigung“.
Die neuesten Prozesse im Überblick
Die neueste Grafikkarte von Nvidia, die Titan X, verfügt über insgesamt 12 Milliarden Transistoren. Ihre Fertigung basiert auf der Pascal-Architektur, die in einem 16-Nanometer-Knoten hergestellt wurde. Die Skylake-Prozessoren von Intel, derzeit erhältlich, liegen bei 14 Nanometern, und dieselbe Situation wird sich mit Kaby Lake wiederholen, das das Tick-Tock-Prinzip effektiv durchbricht. Im Durchschnitt haben Hardware für Mobilgeräte noch ein bis zwei Generationen Vorsprung, aber früher oder später wird sie ähnliche Niveaus erreichen. Der Punkt ist, dass wir nicht weiterhin Transistoren zu einem Chip hinzufügen können, ohne Kompromisse einzugehen. Das führt uns zum Zustand des Mooreschen Gesetzes.
Die Roadmap der Industrie
Die Semiconductor Industry Association, bestehend aus Intel, AMD und GlobalFoundries, veröffentlichte ihre sogenannte Internationale Technologie-Roadmap, deren Text etwas andeutet, das wir bereits für unvermeidlich hielten: Ab dem Jahr 2021 werden die Transistoren ihre Größe nicht mehr reduzieren. Warum 2021? Weil jeder Versuch einer fortschrittlichen Miniaturisierung zu dieser Zeit wirtschaftlich keinen Sinn mehr ergeben wird. 2021 wäre auch das Jahr, in dem die ersten 5-Nanometer-Chips auf den Markt kommen, es sei denn, es erscheint zuvor eine andere Lösung. Tatsächlich deuten Daten von Intel darauf hin, dass bei 7 Nanometern der Verzicht auf Silizium geplant ist, aber selbst mit einem Materialwechsel werden wir einen Punkt erreichen, an dem der berühmte „Tunneleffekt“ seine Autorität geltend macht.
Alternativen? Mehrere, um ehrlich zu sein. Das Stoppen der Miniaturisierung bedeutet nicht unbedingt eine Pause bei der Anzahl der Transistoren auf einem Chip. Der jeweilige Hersteller kann theoretisch die Oberfläche seiner Prozessoren vergrößern, dreidimensionale Designs erkunden oder zum Konzept dedizierter und spezialisierter Module zurückkehren. Andererseits wäre es ein Fehler, das Potenzial der heterogenen Informatik zu ignorieren, das viele Unternehmen bereits genau untersuchen. Vielleicht verlängert sich die Lebenserhaltung für das Mooresche Gesetz um ein halbes Jahrzehnt, aber wir hoffen, dass es etwas Besserem Platz macht.
