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Der Memristor und 32-Core-CPUs

02.12.2008 | 12:55 Uhr |

Der Memristor – ein neuer, bahnbrechender Schaltkreis

Der Memristor
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© 2014

Seit dem Beginn der Elektrotechnik gab es nur drei Arten von Schaltkreisen: Den Widerstand, die Spule und den Kondensator. Im Jahr 1971 entwarf der Forscher Leon Chua an der University of California, Berkeley die theoretische Möglichkeit eines vierten Bauelements: Es sollte den Fluss des elektrischen Stroms messen können. Nun hat Hewlett-Packard 37 Jahre später erstmals einen Memristor gebaut .

Die Fakten: Wie sein Name schon andeutet, kann der Memristor sich „merken“, wie viel Strom durch ihn hindurchgeflossen ist. Durch die Steuerung des Stromflusses kann ein Memristor ein Schaltkreis mit ungeahnten Möglichkeiten werden. Am bemerkenswertesten ist, dass er den elektrischen Zustand speichern kann, auch wenn die Stromzufuhr abgeschaltet wird. Damit gehört der Memristor zu den Nachfolge-Kandidaten des Flash-Speichers.

Theoretisch werden Memristoren günstiger und wesentlich schneller sein als Flash-Speicher und sie werden eine größere Speicherdichte ermöglichen. Sie könnten auch die heute üblichen RAM-Chips ersetzen, so dass der Arbeitsspeicher auch nach dem Ausschalten des Computers die Daten behält. Mit dieser Technologie könnte der Anwender sofort nach dem Einschalten seine Arbeit fortsetzen. Die Verbilligung und Verkleinerung von Speicherkomponenten könnte die Entwicklung von kleinen, erschwinglichen Computern mit Festspeicher begünstigen, die in jede Hosentasche passen und wesentlich schneller arbeiten als heutige Geräte.

Eines Tages könnte der Memristor eine ganz neue Gattung von Computern begründen – dank seiner Möglichkeit, verschiedene elektronische Zustände zu speichern, im Gegensatz zum simplen „An“ oder „Aus“, so wie heutige Prozessoren arbeiten. Durch die Möglichkeit, eine Vielzahl von Datenzuständen entsprechend zu verarbeiten, könnten Memristor-basierte Computer dazu in der Lage sein, wesentlich komplexere Aufgaben auszuführen, als nur Nullen und Einsen herumzuschieben.

Der Zeitplan: Forscher behaupten, dass es prinzipiell keine technische Barriere bei der Aufnahme des Memristors in die Chipfertigung gibt. Aber es ist die Aufgabe der Industrie, die kommerzielle Verwendung der Technologie durch konkrete Produkte voranzutreiben. Wegen des günstigeren Preises und der geringeren Leistungsaufnahme wird der Memristor zuerst den Flash-Speicher ablösen. Das Ziel von HP ist, Memristor-Speicherchips ab dem Jahr 2012 anzubieten. Danach könnte Memristor-Speicher im Zeitraum von 2014 bis 2016 Festplatten und DRAM ersetzen. Mit dem Erscheinen von Memristor-basierten Analog-Computern könnte in frühestens 20 Jahren zu rechnen sein.

32-Core-CPUs von Intel und AMD

Core-CPUs
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Wenn Ihr Prozessor nur einen Kern hat, dann ist er offiziell bereits ein Dinosaurier. Tatsächlich sind heutzutage Quad-Core-Prozessoren üblich; man bekommt bereits Notebooks mit Quad-Core-Technologie. Aber der „Krieg der Kerne“ steht erst am Anfang. Die Führungsrolle im CPU-Markt wird schon bald dem zufallen, der die meisten Kerne anbietet, nicht dem, der die schnellste Taktfrequenz hat.

Die Fakten: Nachdem sich AMD und Intel beide vom Gigahertz-Wettrennen verabschiedet haben, versuchen beide Hersteller, immer mehr Kerne auf einen Chip zu packen, um die Rechenleistung zu verbessern und die Multitasking-Fähigkeiten zu steigern. Der Schlüssel wird in der Miniaturisierung dieser Chips liegen - mit vielen Kernen und anderen Komponenten auf einem eng begrenzten Raum. Intel wird - als Nachfolger der heutigen 45-Nanometer-Chips - im Jahr 2009 die ersten 32-Nanometer-Chips vorstellen.

Der Zeitplan: Intel ist bekannt dafür, seine Road Maps recht gut einzuhalten. Ein 6-Core-Prozessor , der auf dem Itanium-Design beruht, steht vor der Veröffentlichung. Intel wird sich dann der brandneuen Nehalem-Architektur zuwenden, die unter dem Namen Core i7 vermarktet wird. Core i7 wird bis zu 8 Kerne beinhalten; entsprechende Systeme werden 2009 oder 2010 erhältlich sein. Ein 8-Core-Projekt von AMD mit dem Namen Montreal ist für 2009 angekündigt.

Danach wird der Zeitplan undeutlicher. Intel hat gerüchteweise ein 32-Core-Projekt mit dem Namen Keifer abgebrochen, das für 2019 angekündigt war, vielleicht weil die Thematik noch zu komplex war (der Konzern würde dies natürlich niemals zugeben). Eine so große Anzahl von Kernen erfordert einen ganz anderen Umgang mit Arbeitsspeicher; offensichtlich kann man nicht 32 Kerne gleichzeitig auf einen gemeinsamen Speicherraum loslassen. Aber man kann eine starke Vermehrung der Kerne erwarten, wenn der Knoten erst einmal geplatzt ist: 16 Kerne bis 2011 oder 2012 sind erreichbar, wenn die angekündigten 22-Nanometer-Transistoren bis dahin technisch möglich sind. 32 Kerne liegen für 2013 oder 2014 im Bereich des Möglichen; Intel behauptet, dass „mehrere hundert“ Kerne schon bald erreichbar sind.

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