Lebenserhaltende Maßnahmen für Moores Gesetz
Intel hat seine nächste Chip-Generation angekündigt, die mehr als eine Milliarde Transistoren enthalten soll. Moores Gesetz gilt weiter.
Bereits 1965 sagte Intel-Mitbegründer Gordon Moore voraus, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Chip künftig alle zwei Jahre verdoppeln werde. Diese als Mooresches Gesetz bekannte Regel gilt auch heute noch: Wie Intel nun stolz verkündet, wird auch die nächste Chip-Generation sich erneut an Moores Vorstellungen orientieren.
Die neue Intel-Generation wird im nochmals kleineren 45 Nanometer-Verfahren hergestellt und enthält ungefähr doppelt so viele Transistoren wie ihr Vorgänger – über eine Milliarde, um genau zu sein. Mit dem neuen Produktionsprozess kann Intel im Vergleich zum bisherigen 65 Nanometer-Verfahren entweder Prozessoren mit doppelter Leistung oder aber Chips mit gleicher Geschwindigkeit und in halber Größe bauen.
Der erste 45 Nanometer-Probechip wurde als eine Art Mooresches Beweisstück gebaut, wie Mark Bohr, Senior Fellow in Intels wichtiger Technologie- und Produktionsabteilung, sagt. Es wird noch ungefähr anderthalb Jahre dauern, bis der Prozessor verkaufsbereit ist. Nachdem die ersten 65 Nanometer-Chips im Oktober 2005 angekündigt worden waren, befindet sich die 45 Nanometer-Technologie also genau im Zeitplan.
Doch wird der Durchschnittskunde die zunehmende Anzahl an Transistoren in seinem Rechner überhaupt bemerken? Womöglich im Bereich Video. Da immer mehr Medieninhalte nicht mehr am Fernseher sondern am Computer konsumiert werden, braucht es passende Chips, wie Nathan Brookwood, Analyst beim Chipmarktforscher Insight 64, sagt. "Jeder wird einen dieser kleinen Heimserver haben wollen, die Filme herunterladen und über drahtlose Breitbandnetze streamen können", meint er.
Obwohl die Dual Core-Prozessoren von Intel und AMD, bei denen zwei CPU-Kerne auf einem Chip sitzen, bereits sehr schnell sind, reicht die Leistungsfähigkeit für sehr komplexe, gleichzeitig ablaufende Medienfunktionen nicht immer aus. Die Umwandlung eines DVD-Films zur Verwendung auf tragbaren Geräten, das so genannte Transcoding, nimmt beispielsweise viel Zeit und Last in Anspruch, was nicht zuletzt mit komplizierter Rechteschutztechnik zu tun hat, wie Brookwood ausführt.
Ein solches Transcoding kann selbst auf einem Dual Core-Rechner noch 30 Sekunden für jede Minute Video dauern. Rechner mit mehr als zwei Kernen könnten den Vorgang beschleunigen. Und weil auch die Transistoren selbst immer kleiner werden, existiert künftig mehr Platz auf der Chip-Oberfläche. Das bedeutet, dass man auch mehr Platz für weitere Kerne haben wird, die derlei Video-Aufgaben bewältigen können. "Je mehr diese Dinge Teil unseres täglichen Lebens werden, um so mehr Prozessor-Leistung brauchen wir auch, obwohl wir das gar nicht merken", sagt Brookwood.
Bei der Produktion eines 45 Nanometer-Chips setzen die Intel-Techniker ultraviolettes Licht ein, das durch eine Maske aus Glas und Chrom scheint. Diese dient als Matrize, auf die dann die Chipfunktionen aufgebracht werden. Die eingesetzte Lichtwellenlänge lag hier bei 193 Nanometern - wesentlich größer als die Chip-Bestandteile. Daher musste die Maske verändert werden, um die Unschärfe zu kompensieren, die auftritt, wenn die Lichtwellenlänge größer ist als die Maske, durch die sie hindurch muss.
Diese Tricks stoßen allerdings an ihre Grenzen. Mit abnehmender Chip-Komponenten-Größe werden neue Strategien benötigt. Eine Option ist die so genannte extreme Ultraviolett-Lithographie mit einer Wellenlänge von nur noch 13,5 Nanometern. Dies würde Chipteile in einer Größe unter 10 Nanometern ermöglichen. Intel prüfe derzeit verschiedene Optionen, um spätere Chips mit 32 Nanometern, 22 Nanometern Strukturgröße oder noch kleiner produzieren zu können. Eine der Optionen könnte die extreme Ultraviolett-Lithographie sein.
Solche lebensverlängernde Maßnahmen für das Mooresche Gesetz setzen die Chipentwickler dennoch stark unter Druck. Wie lange werden sie noch mithalten können? Dennis Buss, Vizepräsident für den Bereich Silicon Technology Development bei Texas Instruments, vermutet, dass es mit der Technologie noch bis 2015 oder 2020 so weitergehen könne. Dann werden Chips mit nur noch zehn Nanometern Strukturgröße erwartet. Ab diesem Zeitpunkt dürfte die Anzahl der Transistoren jedoch "definitiv stagnieren", so Buss.
Von Kate Greene; Übersetzung: Ben Schwan. (wst)
