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Computertechnik: Der Mikroprozessor als Alleskönner

Die Miniaturisierung der Computerchips ist so weit fortgeschritten, dass es schwierig wird, die Milliarden Bauteile mit ihrem Kerngeschäft Rechnen auszulasten. Daher übernimmt der Mikroprozessor Aufgaben anderer Komponenten mit – bis in naher Zukunft ein kompletter Rechner samt Speicher und Ansteuerung der Peripheriegeräte aus einem einzigen Chip bestehen wird.
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Unter allen Industriezweigen sticht die Mikroprozessorindustrie durch ein einzigartiges Merkmal hervor: Der technische Fortschritt folgt in vorhersagbarer Weise einer empirischen Regel, und das seit nunmehr fast 50 Jahren.

Gordon Moore, einer der Gründer des Mikroprozessor- Herstellers Intel, hatte 1965 in der Zeitschrift "Electronics" die Prognose geäußert, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Prozessor dank der Verbesserungen in der Halbleitertechnologie alle zwei Jahre verdoppeln werde. Wenig später stellte sich heraus, dass Moores ursprüngliche Schätzung noch zu vorsichtig war: Ein Verdopplungszeitraum von 18 Monaten statt zwei Jahren kommt der Realität näher. Aber dass die Regel, die inzwischen als mooresches Gesetz bekannt ist, ein halbes Jahrhundert lang gültig bleiben würde, hätte selbst Gordon Moore sich nicht träumen lassen.

Mittlerweile stehen auf dem daumennagelgroßen Plättchen (dem "Mikrochip") mehrere Milliarden Transistoren zur Verfügung. Damit stehen die Chipdesigner vor einem ungewöhnlichen Problem: dem Überfluss an "Maschinenkapazität ". Um aus dem Material die theoretische Maximalleistung herauszuholen oder diesem Ziel zumindest näherzukommen, will man möglichst alle Bauteile zugleich sinnvoll beschäftigen. Das aber erweist sich als keineswegs einfach. ...

November 2013

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft November 2013

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