Diese Seminararbeit geht auf die Fragestellungen ein, was das Mooresche Gesetz bedeutet, woher es stammt, welche unterschiedlichen Auffassungen und Interpretationen es gibt und wie diese gelebt werden. Des Weiteren wird darauf eingegangen, wie dieses Gesetz realisiert wird und wie diese bis heute geltende Bewahrheitung in Zukunft weiter gehalten werden kann.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Das Mooresche Gesetz
2.1 Definition des Gesetzes
2.1.1 Integrierte Schaltung
2.2 Geschichte
2.3 Beschreibung des Gesetzes / Herleitung
2.3.1 Kostenkomponente
2.4 Auslegung des Gesetzes
2.5 Bestätigung des Gesetzes
2.6 Mooresches Gesetz und Rechenleistung
2.7 Grenzen des Gesetzes
2.8 Zukunftsausblick
2.8.1 Quantum Computing
2.8.2 Optical Computing
2.8.3 Memristor
Zielsetzung und Themen
Diese Seminararbeit untersucht das Moore'sche Gesetz, von seiner historischen Entstehung über die verschiedenen Interpretationen bis hin zu seiner praktischen Umsetzung in der Halbleiterindustrie. Ziel der Arbeit ist es, die wissenschaftliche sowie wirtschaftliche Relevanz dieses Gesetzes zu erörtern, dessen Grenzen aufzuzeigen und mögliche zukünftige technologische Entwicklungen zu bewerten.
- Ursprung und Entwicklung des Moore'schen Gesetzes
- Die Rolle des Kostenoptimums bei der Halbleiterfertigung
- Kritische Analyse der heutigen Auslegungen und Fehlinterpretationen
- Zusammenhang zwischen Integrationsdichte und tatsächlicher Rechenleistung
- Perspektiven für die Zeit nach der klassischen Miniaturisierung (Quantum, Optical, Memristor)
Auszug aus dem Buch
2.4 Auslegung des Gesetzes
Nach der heutig abgewandelten und im Sprachgebrauch gängigen Auslegung des Mooreschen Gesetzes besagt dieses nun, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Prozessor alle 18 Monate verdoppelt. Gelegentlich ist auch von einer Verdoppelung der Integrationsdichte die Rede, also die Transistorenanzahl pro Flächeneinheit.
Diese unterschiedlichen Auslegungen und Interpretationen des Gesetzes verstümmeln die ursprünglichen Beobachtungen von Moore teilweise bis zur Unkenntlichkeit. Nicht nur der variable Verdoppelungszeitraum von 12, 18 oder 24 Monaten verursacht beträchtliche Unterschiede, sondern auch ob von einer Transistorenanzahl pro Chip oder pro Flächeneinheit die Rede ist. Da die Prozessoren in unterschiedlichen Größen produziert werden, spielt dies eine wesentliche Rolle. Durch das Weglassen des Kostenoptimums wird schließlich eine komplette Entfremdung des Gesetzes herbeigeführt.
Ohne die Betrachtung des Kostenoptimums kann jedes beliebige Herstellungsverfahren und jeder beliebige Chip zur Bestätigung des Gesetzes herangezogen werden. Ob es sich dabei um einen marktüblichen Prozessor, extrem teure Hochtechnologie oder experimentelle Schaltkreise, welche käuflich noch nicht zu erwerben sind, spielen bei dieser Auslegung keine Rolle.
Durch die unterschiedlichen Auffassungen hat das Mooresche Gesetz viel von seiner Objektiven Aussagekraft eingebüßt.
Die meisten auffindbaren Quellen zu diesem Thema gehen davon aus, dass die Aussage von Moore sich um die Verdoppelung der aktiven Komponenten, also die Transistoren, dreht. Auf die passiven Komponenten wird nicht eingegangen. Aus diesem Grunde werden die folgenden Ausführen auf diese Meinung aufgesetzt.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in das Moore'sche Gesetz und die Fragestellung, wie sich dieser Trend historisch bewährt hat und zukünftig weiterentwickeln könnte.
2 Das Mooresche Gesetz: Detaillierte Untersuchung des Gesetzes, beginnend bei der Definition über die historische Entwicklung bis hin zur technischen Herleitung und den Grenzen der Miniaturisierung.
Schlüsselwörter
Moore'sches Gesetz, Halbleiterindustrie, integrierte Schaltung, Transistoren, Kostenoptimum, Miniaturisierung, Mikroprozessoren, Integrationsdichte, Quantum Computing, Optical Computing, Memristor, Rechenleistung, Silizium, Photonik, Datenverarbeitung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert das Moore'sche Gesetz, beleuchtet seine historische Herkunft, seine korrekte Interpretation und die Herausforderungen für die zukünftige technologische Entwicklung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit fokussiert auf die Halbleitertechnologie, die wirtschaftliche Komponente der Chipherstellung sowie alternative Ansätze für zukünftige Rechnerarchitekturen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es zu erörtern, wie das Gesetz entstand, wie es heute (oft verfälscht) interpretiert wird und welche Grenzen für die zukünftige Skalierung von Mikrochips bestehen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine theoretische Analyse, die auf einer umfassenden Literaturrecherche sowie der Auswertung von Fachdaten und historischen Dokumenten zur Halbleitertechnik basiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil deckt die Definition des Gesetzes, seine Geschichte, die Bedeutung des Kostenoptimums, die kritische Auslegung sowie aktuelle technologische Zukunftsvisionen ab.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Moore'sches Gesetz, Transistoren, Halbleiter, Kostenoptimum, Integrationsdichte und neuartige Technologien wie Quantum- oder Optical-Computing.
Warum wird das Moore'sche Gesetz oft als "sich selbst erfüllende Prophezeiung" bezeichnet?
Weil verschiedene Industriezweige ihre gemeinsamen Entwicklungsziele an diesem Gesetz ausrichten, um wirtschaftlich effizient zu arbeiten, wodurch der technologische Fortschritt in diese Richtung gelenkt wird.
Inwiefern hat die Rechenleistung nicht zwingend etwas mit der Transistorenanzahl zu tun?
Ein Anstieg der Transistorenanzahl führt nicht linear zur Steigerung der Rechenleistung, da viele Transistoren lediglich passiv zur Speicherbeschleunigung (Cache) beitragen.
Was sind die atomaren Grenzen, die das Moore'sche Gesetz begrenzen?
Wenn Bauteile nur noch wenige Atome voneinander entfernt sind, treten Quanteneffekte auf, die eine klassische Miniaturisierung auf Basis herkömmlicher Halbleiterphysik unmöglich machen.
Welche Rolle spielt der Memristor für die Zukunft der Elektronik?
Der Memristor ist ein Bauteil mit variablem, speicherbarem Widerstand, das als Grundlagenkomponente dienen soll, um die Lebensdauer der aktuellen Chip-Technologie zu verlängern.
- Arbeit zitieren
- Danny Blau (Autor:in), 2009, Das Moore'sche Gesetz, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/136400
