Moores Gesetz
Was ist das Mooresche Gesetz?
Das Mooresche Gesetz bezieht sich auf Gordon Moores Auffassung, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip alle zwei Jahre verdoppelt, obwohl sich die Kosten für Computer halbieren. Das Moore'sche Gesetz besagt, dass wir davon ausgehen können, dass die Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit unserer Computer alle paar Jahre zunimmt, und dass wir weniger dafür bezahlen. Ein weiterer Grundsatz des Mooreschen Gesetzes besagt, dass dieses Wachstum exponentiell ist.
Das Mooresche Gesetz verstehen
1965 postulierte Gordon E. Moore – Mitbegründer von Intel (INTC) –, dass sich die Anzahl der Transistoren, die in eine bestimmte Raumeinheit gepackt werden können, etwa alle zwei Jahre verdoppeln wird.
Gordon Moore nannte seine Beobachtung weder „Moore's Law“, noch machte er sich daran, ein „Gesetz“ zu schaffen. Moore machte diese Aussage basierend auf der Beobachtung aufkommender Trends in der Chipherstellung bei Intel. Schließlich wurde Moores Einsicht zu einer Vorhersage, die wiederum zur goldenen Regel wurde, die als Moores Gesetz bekannt ist.
In den Jahrzehnten, die auf Gordon Moores ursprüngliche Beobachtung folgten, leitete Moores Gesetz die Halbleiterindustrie bei der langfristigen Planung und Festlegung von Zielen für Forschung und Entwicklung (F&E). Das Mooresche Gesetz war eine treibende Kraft des technologischen und sozialen Wandels, der Produktivität und des Wirtschaftswachstums, die Kennzeichen des späten 20. und frühen 21. Jahrhunderts sind.
Das Mooresche Gesetz impliziert, dass Computer, Maschinen, die auf Computern laufen, und Rechenleistung mit der Zeit immer kleiner, schneller und billiger werden, da Transistoren in integrierten Schaltkreisen effizienter werden.
Fast 60 Jahre alt; Immernoch stark
Mehr als 50 Jahre später spüren wir die anhaltenden Auswirkungen und Vorteile des Mooreschen Gesetzes in vielerlei Hinsicht.
Rechnen
Da Transistoren in integrierten Schaltkreisen effizienter werden, werden Computer kleiner und schneller. Chips und Transistoren sind mikroskopisch kleine Strukturen, die Kohlenstoff- und Siliziummoleküle enthalten, die perfekt ausgerichtet sind, um Elektrizität schneller entlang des Stromkreises zu bewegen. Je schneller ein Mikrochip elektrische Signale verarbeitet, desto effizienter wird ein Computer. Die Kosten für leistungsstärkere Computer sind jährlich gesunken, teilweise aufgrund niedrigerer Arbeitskosten und reduzierter Halbleiterpreise.
Elektronik
Praktisch alle Facetten einer Hightech-Gesellschaft profitieren von Moores Gesetz in Aktion. Mobile Geräte wie Smartphones und Computer-Tablets würden ohne winzige Prozessoren nicht funktionieren; Videospiele, Tabellenkalkulationen, genaue Wettervorhersagen und globale Positionierungssysteme (GPS) auch nicht.
Alle Branchen profitieren
Darüber hinaus verbessern kleinere und schnellere Computer den Transport, das Gesundheitswesen, die Bildung und die Energieerzeugung – um nur einige der Branchen zu nennen, die sich aufgrund der gesteigerten Leistung von Computerchips weiterentwickelt haben.
Das bevorstehende Ende von Moores Gesetz
Experten sind sich einig, dass Computer irgendwann in den 2020er Jahren an die physikalischen Grenzen des Mooreschen Gesetzes stoßen sollten. Die hohen Temperaturen von Transistoren würden es schließlich unmöglich machen, kleinere Schaltungen zu erstellen. Dies liegt daran, dass das Abkühlen der Transistoren mehr Energie benötigt, als die Energiemenge, die bereits durch die Transistoren fließt. In einem Interview aus dem Jahr 2005 gab Moore selbst zu, dass „… die Tatsache, dass Materialien aus Atomen bestehen, die grundlegende Einschränkung ist, und sie ist nicht weit entfernt … Wir stoßen an einige ziemlich grundlegende Grenzen, also werden wir eines Tages Wir müssen aufhören, Dinge kleiner zu machen."
Das Unmögliche erschaffen?
Die Tatsache, dass sich das Mooresche Gesetz seinem natürlichen Tod nähert, ist vielleicht am schmerzlichsten bei den Chipherstellern selbst präsent; da diese Unternehmen mit der Aufgabe betraut sind, immer leistungsfähigere Chips gegen die Realität physischer Chancen zu bauen. Sogar Intel konkurriert mit sich selbst und seiner Branche, um das zu schaffen, was letztendlich nicht möglich ist.
2012 konnte sich Intel mit seinem 22-Nanometer (nm)-Prozessor rühmen, die kleinsten und fortschrittlichsten Transistoren der Welt in einem Massenprodukt zu haben. 2014 brachte Intel einen noch kleineren, leistungsfähigeren 14-nm-Chip auf den Markt; und heute kämpft das Unternehmen darum, seinen 10-nm-Chip auf den Markt zu bringen.
Für die Perspektive ist ein Nanometer ein Milliardstel Meter, kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Der Durchmesser eines Atoms liegt im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 Nanometer.
Besondere Überlegungen
Die Vision einer unendlich ermächtigten und vernetzten Zukunft bringt sowohl Herausforderungen als auch Vorteile mit sich. Schrumpfende Transistoren haben seit mehr als einem halben Jahrhundert Fortschritte in der Computertechnik vorangetrieben, aber bald müssen Ingenieure und Wissenschaftler andere Wege finden, um Computer leistungsfähiger zu machen. Anstelle physischer Prozesse können Anwendungen und Software dazu beitragen, die Geschwindigkeit und Effizienz von Computern zu verbessern. Cloud Computing, drahtlose Kommunikation, das Internet der Dinge (IoT) und die Quantenphysik können alle eine Rolle in der Zukunft der Computertechnologie-Innovation spielen.
Trotz der wachsenden Bedenken in Bezug auf Datenschutz und Sicherheit können die Vorteile immer intelligenterer Computertechnologie dazu beitragen, dass wir langfristig gesünder, sicherer und produktiver bleiben.
Höhepunkte
Das Mooresche Gesetz besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip etwa alle zwei Jahre verdoppelt, obwohl sich die Kosten für Computer halbieren.
Ein weiterer Grundsatz des Mooreschen Gesetzes besagt, dass das Wachstum von Mikroprozessoren exponentiell ist.
1965 machte Gordon E. Moore, der Mitbegründer von Intel, diese Beobachtung, die als Mooresches Gesetz bekannt wurde.
FAQ
Wie hat sich das Mooresche Gesetz auf die Computertechnik ausgewirkt?
Moore's Law hat einen direkten Einfluss auf den Fortschritt der Rechenleistung. Das bedeutet konkret, dass Transistoren in integrierten Schaltkreisen schneller geworden sind. Transistoren leiten Strom, der Kohlenstoff- und Siliziummoleküle enthält, die dafür sorgen können, dass der Strom schneller über den Stromkreis fließt. Je schneller die integrierte Schaltung Strom leitet, desto schneller arbeitet der Computer.
Geht das Mooresche Gesetz zu Ende?
Laut Expertenmeinung wird das Moore'sche Gesetz voraussichtlich irgendwann in den 2020er Jahren enden. Dies bedeutet, dass Computer voraussichtlich an ihre Grenzen stoßen werden, da Transistoren bei immer höheren Temperaturen nicht mehr in kleineren Schaltkreisen arbeiten können. Dies liegt daran, dass das Kühlen der Transistoren mehr Energie benötigt als die Energie, die durch den Transistor selbst fließt.
Was ist das Mooresche Gesetz?
1965 postulierte George Moore, dass sich die Zahl der Transistoren auf Mikrochips etwa alle zwei Jahre verdoppeln wird. Dieses allgemein als Mooresches Gesetz bezeichnete Phänomen deutet darauf hin, dass der Rechenfortschritt im Laufe der Zeit erheblich schneller, kleiner und effizienter wird. Das Mooresche Gesetz wird weithin als eine der charakteristischen Theorien des 21. Jahrhunderts angesehen und hat erhebliche Auswirkungen auf die Zukunft des technologischen Fortschritts – zusammen mit seinen möglichen Einschränkungen.
