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Trends 2014: Komponenten, Konsolen, Automotive

30.12.2013 | 10:28 Uhr |

Schnellere Grafikkarten, neue Spieler auf dem Konsolenmarkt und immer mehr Technik im Auto: 2014 verspricht auf diesen Gebieten ein besonders spannendes Jahr zu werden.

Bei PC- und Notebook-Prozessoren wird sich 2014 einiges tun: AMD will 2014 die heterogene Systemarchitektur (HSA) einführen. HSA erlaubt den dynamischen Parallelzugriff von CPU und GPU auf einen kohärenten Hauptspeicher. Dadurch lassen sich alle APU-Recheneinheiten noch besser auslasten und können effizienter zusammenarbeiten. Gemeinsam mit HSA will AMD auch einen ARM-Mikroprozessor für Sicherheitsfunktionen in die neuen CPUs integrieren und die Fertigung bei TSMC auf einen 28-Nanometer-Prozess (aktuell 32 nm) umstellen. Die Codenamen der neuen CPU-Generationen lauten Beema (Notebooks), Kaveri (Desktop) und Mullins (Tablets). 

Der inoffizielle CPU-Fahrplan von Intel sieht die ersten 14-nm-CPUs Ende 2014 vor
Vergrößern Der inoffizielle CPU-Fahrplan von Intel sieht die ersten 14-nm-CPUs Ende 2014 vor

Intel ist in der Prozesstechnologie dem Erzrivalen AMD eine Generation voraus und will schon Ende 2014 die Strukturbreite der Transistoren von aktuell 22 auf sagenhafte 14 Nanometer schrumpfen. Der Codename dieser Prozessor-Generation lautet „Broadwell“. Nach diesem „Die-Shrink“ wird die gängige Photolithografie an physikalische Grenzen stoßen, die sich dann nicht mehr allein durch Substrate (silicon on insulator) und Multigate-Feldeffekttransistoren ausdehnen lässt. Bei der Architektur wird der Grafikprozessor zunehmend mehr Die-Fläche beanspruchen. Ende 2014 will Intel mit dem „Haswell-E“ auch ein Desktop-Modell mit acht Rechenkernen anbieten.

Grafikkarten

Schneller und besser: PC-Grafikkarten und Spielekonsolen sind so leistungsfähig wie nie. Doch das ist notwendig, denn durch den Trend zu Ultra-HD erhöhen sich auch die Anforderungen an die Spiele-Komponenten.

Nach Nvidias GPU-Roadmap kommt nach der aktuellen Kepler-Generation nun Maxwell auf den Markt.
Vergrößern Nach Nvidias GPU-Roadmap kommt nach der aktuellen Kepler-Generation nun Maxwell auf den Markt.

Die 28-Nanometer-Fertigung bei Grafikprozessoren sorgte für einen geringeren Stromverbrauch bei gestiegener Leistung. Die nächste Fertigungsstufe schrumpft die Leiterbahnen sogar auf 20 Nanometer. Der weltgrößte Halbleiter-Hersteller TSMC wird aber erst Mitte 2014 in der Lage, seine Produktion auf den Prozess umzustellen. Deshalb ist noch unklar, ob Nvidias nächste Chip-Generation „Maxwell“ auf sich warten lässt oder Anfang des Jahres weiterhin auf 28-Nanometer-GPUs setzt. Die GTX-800-Grafikkarten sollen über weitaus mehr Shader-Einheiten verfügen als die Vorgänger, im Internet sprechen einige Quellen von über 6000 Shader-Prozessoren – die aktuelle Generation liegtwir bei über 2800 Shadern. Eine neue Architektur mit dem Namen „Unified Virtual Memory“ kommt den Gerüchten nach ebenfalls zum Einsatz, bei dem es sich um einen Speicherbereich handelt, auf den CPU und GPU gemeinsam zugreifen können. So weiß die GPU, wann die CPU welche Operation ausführt und umgekehrt.

Auch die nächsten Grafikchips von AMD könnten auf diese heterogene Architektur setzen. Die eigentliche Grafik-Generation „Volcanic Islands“ ist eigentlich noch relativ jung, der neue „Hawaii“-Grafikprozessor kam erst Ende Oktober 2013 auf den Markt. Deshalb ist es aktuell noch recht ruhig in der Gerüchteküche, wir erwarten die neuen AMD-GPUs gegen Ende des Jahres 2014.

Der Steam-Controller der Steam-Machines ist im Gegensatz zur „Konsole“ selbst bereits bekannt: Beidseitige Touchpads sowie zahlreiche Bedienelemente ersetzen Tastatur und Maus.
Vergrößern Der Steam-Controller der Steam-Machines ist im Gegensatz zur „Konsole“ selbst bereits bekannt: Beidseitige Touchpads sowie zahlreiche Bedienelemente ersetzen Tastatur und Maus.
© Valve

Konsolen

Die Bezeichnung „Konsolen“ wird der aktuellen Generation nicht mehr gerecht, denn sie beschränkt sich schon längst nicht mehr aufs Spielen, sondern sollen als Home-Entertainment-Zentrale fungieren. Die Neuheiten gibt es dieses Jahr aber nicht von Sony, Microsoft und Co.!

Der Verkaufsstart der sogenannten Next-Gen-Konsolen wie der Xbox One oder Playstation 4 liegt bereits einige Monate zurück. Doch diese Konsolen setzen auch die Trends für 2014, indem Sie auf alternative Bedienweisen setzen: Beide Geräte verfügen über eine optionale Kamera, um sich auch über Gesten und Bewegungen steuern zu lassen. Verbaute Mikrofone erlauben außerdem noch bestimmte Befehle einfach zu sprechen. Diese Zusatzfunktionen sind wichtig, denn der Konsolen-Krieg wird nicht mehr über die Hardware entschieden - schließlich nutzen beide Zockerkisten fast die gleichen Komponenten. Stattdessen definieren sich die Konsolen über ihr Angebot an Services und über Software-Features. Doch es gibt auch Newcomer: Spiele-Entwickler Valve (Half-Life) will die Steam Box auf den Markt bringen. Als Betriebssystem setzt der Hersteller auf das selbst programmierte sowie kostenlose SteamOS, das wiederum auf Linux basiert. Im Gegensatz zu den bekannten Konsolen setzt die Version von Valve auf herkömmliche PC-Komponenten, Aufrüsten oder Nachbauen ist somit kein Problem.

Mehr Speicherdichte durch HARM: Kurz zuvor erhitztes Speichersubstrat lässt sich mit einer deutlich geringeren Feldstärke magnetisieren
Vergrößern Mehr Speicherdichte durch HARM: Kurz zuvor erhitztes Speichersubstrat lässt sich mit einer deutlich geringeren Feldstärke magnetisieren

Festplatten

Die klassischen ferromagnetischen Festplatte wird auch in den nächsten Jahren noch eine wichtige Rolle spielen - als verlässlicher und vor allem preisgünstiger Lieferant für immer mehr Speicherplatz. Das geht aber nur über eine steigende Datendichte, da die Formfaktoren für Laufwerke schon seit Jahren festgezurrt sind. Seagate und Western Digital wollen mit der Technik Heat Assited Magnetic Recording (HARM) bis 2020 Kapazitäten von bis zu 20 TB erreichen. Dabei erhitzt ein zusätzlicher Laser kurz vor dem Schreiben von Daten punktuell die Magnetscheibe. Das erlaubt Materialverbindungen mit höherer Speicherdichte bei gleichzeitig sinkender Aufzeichnungs-Feldstärke. HGST will mit einem physikalischen Trick bis zu sieben Magnetscheiben in einem Laufwerk unterbringen. Das würde in der 3,5-Zoll-Klasse Kapazitäten mittelfristig zwischen 5,5 und 7 Terabyte erlauben. Der Trick besteht darin, die Abstände zwischen den Schreiben zu reduzieren, indem man die Zwischenräume mit Helium statt Luft füllt. Das verringert die bei der Rotation entstehenden Strömungseffekte und erleichtert so die exakte Positionierung der Schreib-Lese-Köpfe.

Bei den Solid State Drives spielt neben dem Tempo zunehmend auch die Lebensdauer des Flashspeichers eine wichtige Rolle. Das liegt hauptsächlich daran, dass bei schrumpfender Strukturbreite die Anzahl der möglichen Schreib-Lösch-Zyklen sinkt. Zu den typischen Gegenmaßnahmen auf SSD-Herstellerseite zählen die Ausweitung des Reservespeichers und die penible Selektion der NAND-Chips. In Sachen Tempo wird mittelfristig die PCI-Express-Schnittstelle den SATA-Anschluss – der inzwischen die Datenraten und Zugriffszeiten moderner SSDs limitiert - ablösen. Dank des Mehrkanalkonzepts von PCI Express ist hier beim Tempo reichlich Luft nach oben, bereits ein einziger Datenkanal des aktuellen Standards PCI Express 3.0 transportiert bis zu 16 GBit/s. Der neue Standard hat auch schon einen Namen: NVM Express, wobei NVM für „Non-Volatile Memory“ steht. In der NVM-Arbeitsgruppe arbeiten einflussreiche Firmen wie Cisco, Dell, EMC, IDT, Intel, LSI Corporation, Marvell Semiconductor, Micron, Oracle, Samsung und SanDisk zusammen: Die Chancen, dass sich der NVMe-Standard mittelfristig im Unternehmensbereich und langfristig auch im Massenmarkt durchsetzt, stehen also sehr gut.

Stehen vor dem Durchbruch in Notebooks: Hybrid-Festplatten, die häufig genutzte Daten auf einer internen „SSD“ puffern
Vergrößern Stehen vor dem Durchbruch in Notebooks: Hybrid-Festplatten, die häufig genutzte Daten auf einer internen „SSD“ puffern

Hybrid-Festplatten spielen im mobilen Bereich zunehmend eine wichtige Rolle. Sie bieten aufgrund des Platzmangels in einem Notebook das Beste aus beiden Welten gebündelt in einem 2,5-Zoll-Gehäuse. Die Technik ist ausgereift und definiert mit der SATA-Protokollerweiterung „Hinting“ (in Windows 8.1 implementiert) nun auch klar, wie Festplatten in einem SSD-Cachespeicher effizient Daten puffern. Deswegen rechnen die Hersteller mit steigender Nachfrage, allein in den kommenden drei Jahren soll sich der Marktanteil vervierfachen. Zudem bieten nach dem Pionier Seagate nun auch Toshiba und Western Digital Hybrid-Laufwerke an. Um aus den Modellen noch mehr Tempo herauszuholen, soll der Flashspeicher-Anteil von aktuell 4 bis 8 GB bis 2015 auf bis zu 50 GB ansteigen.

Der Querschnitt der modifizierten Mercedes B-Klasse F-Cell. Wasserstoff ist allerdings aufwändig in der Herstellung.
Vergrößern Der Querschnitt der modifizierten Mercedes B-Klasse F-Cell. Wasserstoff ist allerdings aufwändig in der Herstellung.
© Mercedes

Automotive

Im Jahr 2014 erhalten Autos nicht nur weitere smarte Funktionen, sondern sparen dank innovativer Techniken immer mehr Kraftstoff ein – oder schnurren gleich mit einem Elektroantrieb schmutzfrei über den Asphalt. Und damit sich auf Achse niemand langweilt, feilen die Hersteller auch am Onboard-Entertainment.

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Mittlerweile hat fast jeder Autobauer ein vollkommen elektronisch betriebenes Fahrzeug im Angebot, das mit umweltfreundlichem und zurückhaltendem Verbrauch glänzt, nur wirklich weit kommen Sie mit diesen Fahrzeugen bis dato noch nicht. Doch der Preissturz bei Lithium-Ionen-Akkus und verbesserte Fertigungsprozesse versprechen größere Reichweiten in naher Zukunft. In 2014 könnte sich aber noch eine weitere saubere Technik etablieren: Brennstoffzellen, die Wasserstoff für die Energiegewinnung nutzen, wie zum Beispiel Mercedes mit F-Cell oder Toyota mit der FCV-Studie. Die mögliche Reichweite ist größer, aktuell ist die Technik aber noch recht teuer.

Opels Intellilink-Infotainment integriert das Smartphone in das Bordsystem. Zukünftige Systeme werden bald auch auf eigene Apps setzen.
Vergrößern Opels Intellilink-Infotainment integriert das Smartphone in das Bordsystem. Zukünftige Systeme werden bald auch auf eigene Apps setzen.
© Opel

Infotainment-Systeme im Auto sollen den Fahrer nicht nur informieren, sondern auch unterstützen und unterhalten. Der neue Trend: Die eingebauten Systeme werden flexibler, sie sollen sich per Firmware-Update stets an den aktuellen Stand der Technik anpassen lassen. Außerdem nimmt mit speziell fürs Auto entwickelten Apps der Preis der Infotainment-Systeme ab, da sich der Autofahrer so zusätzliche Funktionen nachträglich kaufen kann. Denn wer beispielsweise schon ein Navigationssystem auf dem Handy hat, muss sich nicht noch eins auf das Infotainment-System installieren. Opel spielt hier eine Vorreiterrolle mit dem neuen Insignia. Auch Cloud-Lösungen werden den Preis für die Systeme nach unten drücken. Denn der Rechenaufwand im Auto verringert sich, weil der Server die Arbeit übernimmt und das Auto-Infotainment die Daten nur wiedergibt. So kann Ihnen die Cloud zukünftig immer die wirklich optimalste Route vorschlagen, weil zum einen das Kartenmaterial auf dem stets neusten Stand ist und die Wolke die Daten der anderen Autofahrer auf der Strecke auswertet und so Staus oder andere Verkehrsbehinderungen bei der Routenplanung umgeht – Stichwort „vernetztes Fahren“. Doch die Cloud sorgt auch für mehr Unterhaltung wenn Sie unterwegs sind. Filme und Musik liegen in der Cloud und lassen sich während der Fahrt konsumieren. Voraussetzung ist eine schnelle Datenverbindung: Ab 2014 soll auch LTE (bis zu 150 Mbit/s) im Auto verfügbar sein. Damit dürfte dann auch der Stau mehr Spaß machen als bisher.

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