Chip-Hersteller kämpfen Intel will mit dem neuen i9- Prozessor das Moore'sche Gesetz aushebeln

Je kleiner desto besser ist eine eiserne Regel im Prozessor-Geschäft. Doch langsam kommt den Chip-Herstellern die Physik in die Quere.

Das Moore'sches Gesetz, nach dem gleichnamigen Intel-Gründer benannt, gilt als eines der zentralen Dogmen der Computertechnologie. Von dem Gesetz gibt es einige Variationen, aber die meist verbreitete besagt, dass sich die Geschwindigkeit von Prozessoren alle zwei Jahre verdoppelt. Das wird vor allem dadurch erreicht, dass man immer mehr Transistoren in einen Chip packt.

Hier kommt die Strukturgrösse ins Spiel, die in jüngerer Zeit  in Nanometern (nm) angegeben wird. Diese Zahl gibt den Abstand zwischen einzelnen Transistoren in einem Chip an. Je niedriger dieser ist, desto schneller können Elektronen zwischen den Transistoren reisen, desto mehr Transistoren passen in einen Chip und desto weniger Energie wird benötigt. Ergo, je kleiner desto besser.

Intel steckt bei 14nm fest

Intel, der dominante Chip-Hersteller für Desktop-Computer, baut derzeit Prozessoren mit einer Strukturgrösse von 14nm, auch bei der erst in dieser Woche lancierten neunten Generation seiner Core-Prozessoren. Das 14nm-Verfahren verwendet Intel nun schon seit 2014 und damit natürlich deutlich länger als die im Moore'schen Gesetz formulierten zwei Jahre. Ein 10nm-Chip wurde immer wieder verschoben.

Diese sind durchaus mit aktueller Technologie möglich und finden sich derzeit schon in vielen Smartphones, etwa dem iPhone X oder aktuellen Android-Flaggschiffen wie dem Samsung Galaxy S9. Das iPhone XS hat als erstes Massenmarktprodukt gar schon einen 7nm-Chip. Intel jedoch schafft es derzeit nicht, die Komplexität die eine immer kleinere Strukturgrösse mit sich bringt mit den Anforderungen der Massenfertigung zu vereinbaren.

Auch Intel wird jedoch trotz der aktuellen Probleme sicherlich bald auch 10nm-Chips herstellen, 2019 wird derzeit angepeilt. Doch auf ewig weiter werden die Transistoren nicht schrumpfen können. So hat ein einzelnes Silikon-Atom einen Van-der-Waals-Radius von 210 Pikometer oder 0,21 Nanometern. Und ein einzelnes Atom macht natürlich noch keinen Transistor. Die Halbierung der Strukturgrösse wird also notwendigerweise ein Ende finden.

Intelligente Smartphones: Hier tragen wir KI schon mit uns herum

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Bei den Handy-Herstellern ist Huawei ist besonders aktiv, wenn es um Künstliche Intelligenz (KI) geht. Dessen Mate 10 Pro-Smartphone hat ein eigenes KI-Modul, eine so genannte Neural Processing Unit (NPU).

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Auf dem speziellen Chip lassen sich die für KI nötigen Berechnungen direkt auf dem Gerät durchführen, ohne dass das Handy dafür per Internet Kontakt mit «Cloud»-Diensten aufnehmen muss.

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Am Mobile World Congress liess Huawei sein Smartphone sogar ein Auto steuern, um die Umgebungserkennung des NPU zu demonstrieren.

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Auch die Software des erneuerten LG-Models V30S soll erkennen, was sie gerade vor der Linse hat. Damit kann das Handy die geschossenen Bilder gleich optimieren, ohne dass der Nutzer etwas tun muss.

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Siri ist wohl bislang der bekannteste persönliche Assistent auf Smartphones: Die digitale Assistentin erkennt Sprachanfragen des Nutzers und kann nützliche Antworten darauf geben. Dafür muss das Smartphone aber mit dem Internet verbunden sein.

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Auf der anderen Seite des System-Grabens arbeitet Samsung schon seit einer Weile an seinem eigenen Assistenten, Bixby.

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Auch Bixby bekommt ständig neue Features, etwa die Erkennung von Objekten.

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Die Lösung — mehr Kerne?

Derweil hat sich Intel ein simple aber wenig innovative Lösung ausgedacht. Die i9 und i7-Prozessoren der neunten Generation bekommen einfach mehr Kerne, beide haben nun derer acht. Der erhöhte Platzbedarf ist bei Desktop- oder selbst Laptop-Computern wohl vernachlässigbar, aber wird auf Smartphones früher oder später an seine Grenzen stossen.

Denn obwohl Smartphone-Chips wie oben beschrieben derzeit noch ein leichten Vorsprung haben, wird auch hier bald die Physik zuschlagen. Falls das Moore'sche Gesetz nicht in die Geschichtsbücher verschwinden soll, braucht es also wohl wirklich innovative Ideen oder die Realisierung einer komplett neue Technologie wie dem Quantencomputer.