Es ist noch gar nicht so lange her, dass ganze Räume von nur einem Computer eingenommen wurden. Jetzt haben wir leistungsstarke Mini-Computer in unseren Taschen, superdünne Laptops und Headsets, die in der Lage sind, komplizierte virtuelle Realitäten zu erzeugen.
Obwohl diese Technologien immer leistungsfähiger werden und in kleinere Geräte passen, sind die Kosten nicht stark gestiegen, und trotz dieser großen Fortschritte macht die Technologie jedes Jahr Fortschritte.
Das alles mag ziemlich offensichtlich klingen, aber es ist alles einer Theorie zu verdanken, die als Moores Gesetz bekannt ist und vor fast 60 Jahren aufgestellt wurde.
Was ist das Mooresche Gesetz?
Moores Gesetz ist eine Theorie, die von einem der Gründer von Intel, Gordon Moore, aufgestellt wurde (keine Vermutungen, woher der Name kommt). Diese Theorie entstand ursprünglich in einem 1965 veröffentlichten Artikel.
„Moore beobachtete, dass sich die Anzahl der Transistoren, die auf einer integrierten Schaltung hergestellt werden konnten, etwa alle zwei Jahre verdoppelte. Er sagte voraus, dass dieser exponentielle Prozess 10 Jahre andauern würde, d. h. bis 1975“, sagt Stephen Furber, ein führender Computerexperte und ICL-Professor für Computertechnik an der Universität Manchester.
„Die hauptsächliche Art und Weise, wie das Mooresche Gesetz umgesetzt wurde, besteht darin, Transistoren kleiner zu machen. Kleinere Transistoren sind schneller, energieeffizienter und (bis vor kurzem) billiger, also ist es rundum ein Gewinn. Das Mooresche Gesetz wurde mit einem Gesetz über die Steigerung der Computerleistung im Laufe der Zeit verwechselt, aber es geht eigentlich nur um die Anzahl der Transistoren auf einem Chip.“
Im Prinzip klingt dieses Gesetz sehr machbar, bis man es umrechnet. Wenn sich, wie das Mooresche Gesetz vorschlägt, die Anzahl der Transistoren alle 2 Jahre verdoppelt, macht das alle 20 Jahre den Faktor 1.000 und alle 40 Jahre den Faktor 1 Million aus.
Das mag wie große Sprünge erscheinen, aber die Trends haben die Erwartungen tatsächlich übertroffen. 1983 entwarfen Furber und Sophie Wilson einen Prozessor namens ARM1. Dies ist im Wesentlichen der Urvater moderner Prozessoren, der den Weg für das, was wir heute haben, ebnet.
Der ARM1 hatte 25.000 Transistoren. Während das theoretisch nach viel klingt, hat Apples 2022 M1 Ultra Prozessor lächerliche 114 Milliarden Transistoren und wird in einem kleinen Computer-Desktop namens Mac Studio verwendet.
Warum ist Moores Gesetz wichtig?
Es mag seltsam klingen zu sagen, dass eine Theorie, die fast 60 Jahre alt ist, immer noch so relevant ist, insbesondere in der sich schnell verändernden Welt der modernen Technologie. Und doch hat diese Theorie das Wachstum der Verbrauchertechnologie verändert.
„Seit einem halben Jahrhundert ist [Moore's Law] die treibende Kraft hinter der Halbleiterindustrie, die die für Computer, Mobiltelefone, das Internet usw. erforderliche Technologie geliefert hat. Ein Großteil der modernen Welt ist nur möglich aufgrund des Mooreschen Gesetzes und seiner Auswirkung auf die Pläne dieser Industrie“, sagt Furber.
Wenn wir einen Punkt erreichen, an dem das Mooresche Gesetz nicht mehr relevant ist, stellt sich die Frage, was als nächstes kommt, und bietet eine Phase der Mehrdeutigkeit für die Welt der Verarbeitungs- und Rechenleistung.
Ist das Mooresche Gesetz heute noch zutreffend?
Je nachdem, wen Sie fragen, erweist sich das Mooresche Gesetz entweder weiterhin als zutreffend und wird dies über Jahre hinweg tun, oder es ist eine Theorie, die sich mit der Weiterentwicklung der Technologie nicht mehr bewährt.
Wie wir oben hervorgehoben haben, hat Apple es geschafft, die Theorie auch im Jahr 2022 zu übertreffen. Das Problem ist jedoch, dass die Theorie mit größeren Problemen konfrontiert ist, je länger sie verwendet wird. Da das Mooresche Gesetz mit der Anzahl der Transistoren auf einem Chip zu tun hat, wird es trotz technologischer Fortschritte jedes Mal schwieriger, es umzusetzen.
„Das Mooresche Gesetz verlangsamt sich und die Kosten-pro-Funktion-Vorteile einer weiteren Transistorschrumpfung sind verschwunden“, sagt Furber.
„Hier sind ganz klar physikalische Grenzen! Es gibt auch wirtschaftliche Zwänge – einen 5-Nanometer-Chip zu entwickeln und in Produktion zu bringen ist enorm teuer, und nur sehr wenige Unternehmen haben das Geschäftsvolumen, um diese Kosten zu rechtfertigen.“
Das bedeutet nicht unbedingt, dass die Theorie im weiteren Verlauf nicht mehr gelten kann. Der technologische Fortschritt bedeutet auch neue Möglichkeiten für die Art und Weise, wie Transistoren verwendet und angewendet werden.
„Bisher waren Chips weitgehend zweidimensional. Aber wir fangen an, uns in die dritte Dimension zu bewegen, also ist das Ende vielleicht nicht ganz so nah, wie es die 2D-Physik vermuten lässt“, sagt Furber.
Über unseren Experten Stephen Furber
Stephen ist ein führender Experte in der Welt der Computer. Derzeit ist er ICL-Professor für Computer Engineering an der University of Manchester. Er war auch einer der Hauptentwickler des ARM-Mikroprozessors – eines Geräts, das später in den meisten mobilen Computersystemen verwendet wurde.Weiterlesen:
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