Moore’s Law gilt für uns immer noch

Moore’s Gesetz, wonach sich die Leistungsfähigkeit eines Prozessors alle 18 Monate verdoppelt, geht dem Ende zu. Für die Verbindungstechnologie ist es erst der Anfang.

Die Ausgabe vom 19. April 1965 des US-Computermagazins „Electronics“ prägte ein Zeitalter. Damals prophezeite der Technologie-Pionier Gordon Moore einen Trend, der die gesamte IT-Branche beschreiben sollte. Moore sagte voraus, dass sich die Zahl der Schaltkreise auf einem Computerchip jedes Jahr verdoppeln werde. Das bedeutete nichts anderes, als dass sich die Leistungsfähigkeit eines Prozessors alle zwölf Monate verdoppeln würde.

Zehn Jahre später hatte es zwar „nur“ neun und nicht zehn Verdoppelungen gegeben, die Branche war dennoch überrascht, dass Moores scheinbar verrückte Prognosen eingetroffen waren. Daraus wurde Moore’s Gesetz, „Moore’s Law“, das in den darauffolgenden Jahrzehnten und bis heute seine Gültigkeit behielt. Moore hat es später nur etwas korrigiert: Die Verdoppelung werde nicht jährlich, sondern alle 18 Monate stattfinden.

Höher, schneller, weiter

Die Rechner konnten nicht nur schneller und leistungsfähiger werden, sondern auch kleiner. Aber nicht nur der Prozessoren wegen, sondern auch aufgrund der dazugehörigen Verbindungstechnologie, der Leiterplatten. Das Moore’s Law war in den vergangenen Jahren sozusagen das niedergeschriebene Gesetz der Innovationen im Halbleiter- und Leiterplattenbereich.

Wie lange das Moore’sche Gesetz noch gilt, darüber herrscht bei Technologie-Experten auf der ganzen Welt Uneinigkeit. Selbst Gordon Moore war 2003 überzeugt, dass sein Gesetz nur noch zehn Jahre halten wird – und hat sich verschätzt. Erst jetzt, sechs Jahre später, ist man an einem Punkt angelangt, an dem die Verdoppelung der Transistorenanzahl bei Prozessoren nicht mehr im 18-Monatsrhythmus machbar scheint.

Zwar forschen Wissenschaftler an Methoden und Technologien, wie man die Prozessorleistung weiter nach oben schrauben kann – so etwa mit Chips aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, wie MIT-Forscher konzipiert haben – „aber bei der Leiterplatten- und Verpackungstechnologie gibt es noch viel Potential, die die Prozessorleistung weiter steigern wird“, sagt der R&D-Leiter bei AT&S, Hannes Voraberger.

Schlüsselwort: Miniaturisierung

Ein Schlüsselwort in der Verbindungstechnologie ist die Miniaturisierung. „Wenn man auf einer Leiterplatte Komponenten nahe aneinander bringt, kann man effizientere Systeme bauen.“ Werden nämlich die Leitungen zwischen den einzelnen Komponenten bzw. Modulen kürzer, läuft die Kommunikation zwischen den Modulen einerseits störungsfreier ab und andererseits müssen die Signale nicht mehr gestützt werden. Das bedeutet, dass diese Miniaturisierung im Leiterplattenbereich der Prozessorleistung zugutekommt.

Das Ende von Moore’s Gesetz ist im Übrigen nicht eine Frage der Technik. Die immer kleineren Fertigungsprozesse sind technisch sogar machbar. Das Problem sind die daran gekoppelten Kosten.

Eine Fabrik, in der Chips auf Basis der 3-Nanometer-Technologie produziert werden (die Strukturgröße Nanometer (nm) beschreibt die kleinste realisierbare Kantenlänge), kosten geschätzte 15 bis 20 Milliarden Dollar. Das ist eine Summe, deren wirtschaftliche Sinnhaftigkeit hinterfragt werden muss und die nur wenige Unternehmen finanzieren wollen.

Stellschraube: Verbindungsgeschwindigkeit

Hannes Voraberger: „Man kann den Prozessor schneller machen, aber man muss gleichzeitig auch die Verbindungstechnologien verbessern, da die Informationen Memory und Prozessor effizienter werden müssen. Mit unserer Technologie konnten wir die Memory-Bandbreite, also die Datenübertragung zum Arbeitsspeicher, signifikant steigern.“