Visionen für die Leiterbahnen in Chips der Zukunft
Kleinere Strukturen für schnellere Rechner

Neben der Multicore-Architektur, die mehrere Prozessorkerne auf einem Chip vereint, suchen die Entwickler nach weiteren Möglichkeiten, den Rechnern Beine zu machen.

HB DÜSSELDORF. Mit immer neuen Tricks versuchen die Wissenschaftler und Entwickler die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Computern zu erhöhen. Ein Ansatz ist der Versuch, möglichst viele Arbeitsabläufe parallel laufen zu lassen. Durch die neuen Multicore-Prozessoren wird diese Entwicklung einen entscheiden Schritt vorangebracht. Im Gegensatz zu den Technologien, bei denen mehrere herkömmliche Prozessoren parallel betrieben wurden, sinken bei den Multicore-Systemen die Kosten bei wachsender Leistung.

Die Entwickler haben aber, bei aller Begeisterung für die Parallel-Architektur, die Leistungssteigerung der einzelnen Chips und Prozessoren nicht aus den Augen verloren. Heutige Prozessoren arbeiten fast tausend Mal schneller als die Herzstücke der ersten PCs, die 1981 auf den Markt kamen. Ursache hierfür sind bessere Fertigungsmethoden und neue Wege der Chipherstellung. Wie lange die Ingenieure die Geschwindigkeit weiter steigern können, wird seit langen Jahren in Fachkreisen diskutiert. Immer wenn die Entwicklung offensichtlich die Grenzen erreicht hat, erfinden die Hersteller neue Verfahren, die diese Barrieren überwinden.

Gordon Moore, Mitbegründer und von 1975 bis 1987 Chef des Halbleitergiganten Intel, definierte vor 40 Jahren ein nach ihm benanntes Gesetz über die Entwicklung der Mikroprozessoren: Alle 18 Monate verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren pro Chip. Eine Vorhersage, die von den Chipherstellern bis heute präzise eingehalten wurde.

Ein Chip besteht aus Silizium, der kristallinen Form von Sand oder Glas. Entsprechend behandelt verhält sich Silizium wie ein elektronischer Schalter, genannt Transistor. Eine Ansammlung von Transistoren bilden, intelligent verbunden, als Mikroprozessor das Herzstück aller Computer. Je komplexer ein Mikroprozessor wird, desto mehr dieser Schaltelemente müssen auf dem Chip untergebracht werden. Hatten die ersten Prozessoren einige hundert Schaltelemente, so sind heute einige Millionen Transistoren Standard. Da die Chipfläche aber nicht beliebig vergrößert werden kann, müssen die Strukturen, die die Transistoren bilden, immer kleiner werden.

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