ISSCC: Nichts Exponentielles dauert ewig, aber Ewigkeit kann man verschieben
Intel-Gründer Gordon Moore eröffnete heute die International Solid State Circuit Conference mit einem Update seines berühmten Gesetzes.
Intel-Gründer Gordon Moore eröffnete heute die International Solid State Circuit Conference (ISSCC 2003) in San Francisco mit einem Update seines berühmten Gesetzes, das exponentielles Wachstum der Chipkomplexität (Verdoppelung der Transistoren pro Chip alle 18 bis 24 Monate) voraussagt. Im Laufe der Zeit hat sich dieses exponentielle Wachstumsverhalten auf alle möglichen Aspekte der High-Tech-Szene ausgedehnt (darunter auch die Performance), Moore machte jedoch klar, dass hier und da auch schon ein Ende der Fahnenstange erreicht oder zumindest abzusehen sei. So tritt etwa das Einkommen der Halbleiterindustrie weltweit schon seit 1994 auf der Stelle rund um 200 Milliarden US-Dollar.
Im technologischen Bereich konnten hingegen bislang alle Wachstumsbarrieren aus dem Weg geräumt werden und es sieht weiterhin so aus, als ob es zumindest in dieser Dekade so bliebe. Exponentiell wachsen bei den Chips allerdings auch die Probleme mit dem Stromverbrauch und vor allem mit den Leckströmen an. Noch vor wenigen Jahren spielten Leckströme keine Rolle, seit 1995 hat sich jedoch ihr Anteil mehr als verzehntausendfacht. Ohne Gegenmaßnahmen würden die Verbrauchsleistung durch Leckströme in kurzer Zeit die Betriebsleistung aktueller Prozessoren (derzeit etwa 100 W) übertreffen.
Intel-Fellow Shekar Borkar zeigt in seinem Beitrag auf der ISSCC, wie die Schaltungsdesigner dagegen angehen wollen. Eine Möglichkeit ist Spezialhardware "Special Purpose Hardware" für bestimmte Anwendungskategorien. Für TCP/IP-Verarbeitung soll beispielsweise eine spezielle TCP-Offload Engine (TOE) deutlich effizienter als der Hauptprozessor arbeiten, zumindest bei solchen Taktraten, wie sie die kommende Ethernet-Generation mit 10 GBit/s erfordert. Eine mit 10 GHz betriebene TOE (90 nm CMOS-Prozess) verbraucht nur 1,9 W.
Zusätzliche Transistoren, die im Ruhezustand einer Einheit den Strom komplett wegschalten, sogenannte Schlaf-Transistoren, können die Leckströme um bis zum Faktor 13 reduzieren. Die bereits im Vorjahr auf der ISSCC vorgestellte (aber noch nicht eingesetzte) Body-Bias-Technik reduziert diese Leckströme mit wenig Aufwand um Faktor 2. Später in der Dekade sollen dann neue Transistortypen (Trigate) trotz kleinerer Ausmaße die gefürchteten Leckströme weiter reduzieren.
Die ebenfalls im Vorjahr unter "Low Power& High Performance" vorgestellten Techniken konnten die Intel-Ingenieure inzwischen in eine konkrete Schaltung umsetzen: eine FPU (genauer gesagt eine 32-bittige Multiply-Add-Einheit MAC), die mit 5 GHz Takt arbeitet und nur 1,2 W verbraucht (im 90 nm Prozess). (as)
