Computerchips werden immer schneller und kleiner
Zukunftsversionen der Chipbranche

Heute vor 40 Jahren veröffentlichte der spätere Intel-Gründer Gordon Moore die These, dass sich die Leistung eines Computerchips alle18 Monate verdoppeln wird. Langsam stößt „Moore’s Law“ jedoch an seine Grenzen. Die Chipindustrie arbeitet längst an Alternativen.

Zukunft I: Plastikfilm als Datenspeicher

Geht es nach den Plänen von IBM, so steht einem Tausendfüßler eine große Karriere bevor. Die Forscher des Computerkonzerns haben mit dem „Millipede“ eine ganz neue Speichertechnologie entwickelt, die in einigen Jahren sogar die Festplatten ablösen könnte. Denn der Speicherplatz ist enorm: Auf die Fläche einer Briefmarke passen die Inhalte von 25 DVDs. Der „Millipede“ ist eine Art Minilochkarte. Tausende von heißen Nadeln stanzen winzige Vertiefungen in einen speziellen Plastikfilm. Ein Loch steht für eine Eins, Stellen ohne Loch für eine Null. Die Nadeln können die Inhalte lesen und auch überschreiben. In zwei bis drei Jahren sollen die ersten Tausendfüßler der neuen Generation auf den Markt kommen. Die Experten wollen sie vor allem in kleine mobile Geräte wie Handys oder Digitalkameras einbauen. Der Vorteil: Der neue Speicher braucht wenig Strom, entwickelt kaum Wärme und soll auch Erschütterungen aushalten können. Der „Millipede“ wird mit modernster Nanotechnologie hergestellt. Der dafür genutzte Plastikfilm ist nur Bruchteile eines Millimeters dick. Mit rasender Geschwindigkeit bewegen sich die Spitzen über die Schicht hinweg und bringen die Daten auf oder lesen sie. Obwohl die Spitzen aufgeheizt werden, verbraucht der „Millipede“ nicht mehr Strom als derzeit im Einsatz befindliche Speicher aus herkömmlichem Silizium.

Zukunft II: Nanotechnik lässt Chips schrumpfen

Nanotechnologie und Molekularelektronik werden irgendwann in den kommenden 20 bis 40 Jahren die heutige Siliziumtechnik abl ösen. In den Forschungslaboratorien von Hewlett-Packard im kalifornischen Silicon Valley arbeitet beispielsweise eine Gruppe von Wissenschaftlern an einfachen Halbleiter-Chips, die aus Schichten sich kreuzender Drahtgitter in Nanogröße aufgebaut sind. Da- zwischen sind elektrisch schaltbare Moleküle eingebettet. Entsprechende Geräte mit Nanotechnik werden unglaublich winzig sein. In den HP-Labors wurden entsprechende Prototypen gefertigt, die nur etwa ein Quadratmikron groß sind (ein tausendstel Quadratmillimeter). 1 000 solcher Speichermodule würden auf die Spitze eines menschlichen Haares passen. Stan Williams, Leiter des Quantum-Science-Research-Labors bei Hewlett-Packard, schätzt, dass mit Molekularelektronik der Effizienzfaktor heutiger Halbleiter um den Faktor eine Milliarde erhöht werden kann. „Dadurch würde die Rechenleistung aller heutigen Computersysteme in ein Gerät von der Größe eines PDA-Organizers passen“, so Williams. Solche Chips könnten zudem kostengünstig von der chemischen Industrie gefertigt werden, da sie keine absolut perfekte Produktion wie heutige Halbleiter verlangen, weil defekte Stellen umgangen werden. Die mechanische Präzision ist heute einer der größten Kostenfaktoren bei der Chipherstellung.

Zukunft III: Die Kraft der zwei Herzen

Paukenschlag zum 40. Geburtstag von „Moore’s Law“: Erstmals bringt Intel, der größte Chiphersteller der Welt, einen Chip mit zwei so genannten Kernen auf den Markt. „Ab sofort können PCs auf zwei Herzen zurückgreifen“, sagte Intel-Manager Don MacDonald gestern. Die neuen Chips besitzen zwei Kerne statt wie bisher nur einen. Damit können mehrere Aufgaben gleichzeitig bearbeitet werden. Zudem umgehen die Chipproduzenten damit hohe Hürden in der Produktion. Zuletzt wurde es immer schwieriger, die Leistung der Prozessoren zu vernünftigen Preisen zu steigern. Mit seiner Ankündigung kommt Intel seinem Erzrivalen AMD zuvor, der seinen ersten Zwei-Kerne-Chip vermutlich am Donnerstag präsentieren wird. Allerdings müssen die deutschen Kunden noch ein wenig auf die neuen Produkte warten: Zunächst gibt es die Chips lediglich in Rechnern der US-Konzerne Dell, Alienware und Velocity Micro. Zudem sind die modernen Systeme hauptsächlich für Multimedia-Begeisterte und für Anwender interessant, die viel Rechenleistung brauchen. Weitere Chipsysteme mit mehreren Kernen sollen laut Intel folgen.

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