Rechenleistung Was das Ende des Mooreschen Gesetzes bedeuten würde

  • Intel-Mitgründer Gordon Moore sagte 1965 voraus, dass sich die Zahl von Transistoren auf Siliziumchips in regelmäßigen Abständen verdoppeln werde. Diese Regel galt - bis heute.
  • Die Strukturen auf den Chips werden immer kleiner, wohl bald zu klein, um die Leistung in gewohntem Tempo zu erhöhen.
  • Die rasant steigende Zahl verwertbarer Daten könnte eine völlig neue Computer-Architektur nötig machen. Eine freie Hardware-Bewegung könnte entstehen.
Von Helmut Martin-Jung

Was der Mann forderte, schien mehr als bescheiden zu sein: Ein Korn Getreide auf dem ersten Feld eines Schachbretts, zwei auf dem zweiten, vier auf dem dritten, acht auf dem vierten und so weiter - immer doppelt so viel. Das erbat sich nach einer Legende der Erfinder des Spiels von dem indischen Herrscher, dem er es vorführte. Was, so mag der Potentat bei sich gedacht haben, könne am Ende schon herauskommen als ein paar Säcke. Wenn überhaupt.

Wie falsch gedacht!

Auf das letzte, das 64. Feld des Schachbretts würden mehr als neun Trillionen Körner entfallen, aufs gesamte Brett mehr als 18 Trillionen. Sie ergäben einen Berg weit höher als der Mount Everest. Eigentlich war die Forderung also eine Unverschämtheit, sie zu erfüllen unmöglich.

Freie Hardware, heute noch eine Nische, könnte zu etwas sehr Großem werden

Man sollte sich aber hüten, den nasgeführten Herrscher zu belächeln, denn er hat eigentlich nur eine sehr menschliche Eigenschaft gezeigt: Entwicklungen zu begreifen, die immer schneller verlaufen, drastisch, rasend schneller, unfassbar schneller - exponentiell also -, das können Menschen eben sehr schlecht. Daher ist es kaum verwunderlich, wenn die meisten allenfalls dunkel ahnen, dass sich die Welt gerade in einer solchen Entwicklung befindet.

Chips, die kleinen Plättchen aus Silizium, haben die Welt verändert. Ohne sie, ohne Computer, Telekommunikation und Internet läuft heute fast nichts mehr. Ganze Branchen werden umgekrempelt oder verschwinden ganz. Und das geht deshalb so schnell, weil die Entwicklung der Chips ähnlich verläuft wie die Sache mit den Getreidekörnern und dem Schachbrett.

Die Blaupause dafür lieferte Gordon Moore, einer der Mitgründer des Chipherstellers Intel. Im Frühjahr 1965, vor mehr als 50 Jahren also, erschien sein berühmter Aufsatz, in dem er vorhersagte, dass sich die Zahl von Transistoren auf Siliziumchips in regelmäßigen Abständen verdoppeln werde. Und zwar, so die kühne These damals, für die nächsten zehn Jahre. Dass es 50 werden würden und wohl noch ein paar mehr, dass man seine "grobe Schätzung", wie er selber einräumte, Moore's Law nennen würde, Moores Gesetz, das hätte sich Moore nicht im Traum einfallen lassen.

Illustration: Stefan Dimitrov / Süddeutsche Zeitung

Auf welchem Feld des Schachbretts stehen wir?

Und doch ist es so gekommen. Wer diesen Text zum Beispiel auf einem Smartphone liest, hält den Beweis dafür im Wortsinne in Händen. Ein solches Alleskönner-Handy von heute rechnet nicht nur schneller als die Computerschränke, mit denen die Nasa vor Jahrzehnten die Mondlandung steuerte. Man kann damit auch: Hochauflösende Videos aufzeichnen, Verbindung mit dem Internet aufnehmen, Sexualpartner auswählen, die Position ermitteln und navigieren - die Liste ist schier endlos. Und dabei kostet es nur wenige hundert Euro.

Das ist, wenn man's richtig bedenkt, ziemlich sensationell, und mehr noch, dass fast jeder schon so ein Ding mit sich herumträgt. Viele Branchen spüren immer stärker die Digitalisierung aller Lebensbereiche, doch offen bleibt: Auf welchem Feld des Schachbretts - um das Beispiel aufzugreifen - stehen wir? Und wie lange kann es noch so weitergehen?

Moores Gesetz ist ja kein naturwissenschaftlicher Grundsatz. Es war, glaubt man Leuten aus der Industrie, eher so, dass die Mooreschen Vorhersagen irgendwann zu einem Ziel wurden, das - wenn auch schwer - irgendwie erreicht werden musste. Doch seit einigen Jahren schon gelingt es nicht mehr, die maximale Rechenleistung pro eingesetzter Kilowattstunde weiter derart schnell zu verdoppeln. Statt 18 Monate wie die Jahrzehnte davor dauert es nun 2,7 Jahre.

Das liegt daran, dass man sich bei den Siliziumchips allmählich den Grenzen nähert, die die Physik vorgibt. Die Strukturen auf den Chips werden schon jetzt in Nanometern gemessen. Intel arbeitet an Konzepten für Fünf-Nanometer-Chips, recht viel weiter wird es aber nicht mehr gehen. Und wenn, dann wird es teuer werden.

Aber was dann?