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Trendreport für Halbleiter

3-D-Integration wird Strukturminiaturisierung nach Moore bis 2021 ablösen

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Leistungsvergleich der Speichertechnologien DRAM (links) und NAND (rechts): Gerade im Bereich der Speicherbausteine wurden in den letzten Jahren signifikante Leistungssteigerungen durch neue Technologien erzielt.
Leistungsvergleich der Speichertechnologien DRAM (links) und NAND (rechts): Gerade im Bereich der Speicherbausteine wurden in den letzten Jahren signifikante Leistungssteigerungen durch neue Technologien erzielt.
(Bild: SIA)

Einen Ausweg, den der ITRS sieht, könnte in der verbesserten Ausnutzung heterogener Kerne liegen, die entweder für sich einzigartige Funktionsblöcke besitzen und verwenden oder speziell auf bestimmte Applikationsszenarien abgestimmt sind. Anstatt Multicore-Blöcke mit einer zunehmenden Zahl identischer Chips zu verwenden, könnten Hersteller statt dessen den Platz für kleinere Prozessoren verwenden, die auf diese spezielle Aufgabe zugeschnitten sind. Eine Kamera könnte beispielsweise einen Hauptprozessor besitzen, während sich andere dedizierte Cores um andere Teilbereiche kümmern.

Keine Zukunft für Desktop-Computing?

Eine weitere interessante Beobachtung: Während der ITRS in seinem Ausblick auf die nächsten 15 Jahre sehr ausführlich auf Entwicklungen hinsichtlich Networking, Bandbreiten und Rechenleistungen im Datenzentren, Mobile Computing und dem Internet der Dinge (und dem darüber hinausgehenden „Internet of Everything (IoE)“) beschäftigt, wird auf die Zukunft von herkömmlichen Desktoprechnern und Laptops nicht eingegangen.

Zwar enthält der Bericht unter anderem die Aussage, dass ein mobiler Prozessor bis zum Jahr 2029 bis zu 25 Applikationsprozessoren und 303 GPU-Kerne enthalten könnte. Hinsichtlich Taktfrequenzen und Leistungen eines üblichen PCs wird aber keine Aussage getroffen. Angesichts der Schwierigkeiten, in die Intel bei der angestrebten Einführung seiner 10-nm-"Cannonlake"-Prozessoren gelaufen ist und die den Chiphersteller zur Umstellung seines Entwicklungsmodells führten, legt das nahe, dass die Verbesserungen hinsichtlich Struktur und Performance in anderen Bereichen und nicht mehr bei herkömmlichen PC-Architekturen liegen.

Das Moore'sche Gesetz ist tot – lang lebe das Moore'sche Gesetz

Die Schlussfolgerungen aus dem ITRS sind, dass verbesserte Prozessorenleistung in neuen Architekturen, die mit Hilfe von 3-D-Integrationsprozessen gefertigt werden, optimiertem Multithreading und applikationsspezifischen Kernen sowie generell verbesserten Speichern liegen. Die Zeiten der einfachen Verkleinerung von Transistorenabständen und steten Steigerung der Taktrate dürfte dagegen in spätestens fünf Jahren vorüber sein.

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Über den Autor

 Sebastian Gerstl

Sebastian Gerstl

Redakteur, ELEKTRONIKPRAXIS