Mooresches Gesetz

Dieser Text beschreibt Mooresches Gesetz.

Die Beobachtung, dass sich durch den technischen Fortschritt die Komplexität von integrierten Schaltkreisen alle 18 Monate verdoppelt, heißt Mooresches Gesetz.

Gordon Moore bemerkte 1965, also ca. wenige Jahre nach der Erfindung der Integrierten Schaltung (IC) in dem September 1958, dass die Dichte der Transistoren auf einer Integrierten Schaltung mit der Zeit exponentiell ansteigt. Die Presse, die die Geschichte aufgriff, nannte diese Regelmäßigkeit dann das mooresche Gesetz. Usprünglich wurde von Moore eine Verdopplung alle 12 Monate vorausgesagt. Diese Vorhersage musste später leicht korrigiert werden, welches aber nichts am exponentiellen Charakter änderte.

Dass die Rechenleistung der Computer exponentiell anwächst kann daraus jedoch nicht gefolgert werden. Bei modernen Prozessoren werden stets mehr Transistoren für einen integrierten Speicher (Cache) benutzt, der zur Rechenleistung ca. passiv beiträgt, indem Schreib- und Lesezugriffe auf benötigte Daten beschleunigt werden. Als Beispiel sei hier der Vergleich des Pentium-III 500MHz mit einer 1000MHz Variante angegeben.

Die Leistungssteigerung von 2,3 wurde erst mit einer Verdreifachung der Transistoranzahl (und Verdoppelung der Taktrate ) erreicht. Zusätzlich zur Integration von Caches und Kontrollern (Beispiel: AMD Athlon 64), können mehrere Prozessorkerne (Beispiel: IBM Power 4 ) auf einem Chip Platz finden.

Trotz steigender technischer Herausforderungen ist das mooresche Gesetz seitdem gültig geblieben. Die prophezeite Verdopplung innerhalb eines Jahres wurde allerdings nach unten auf eine Verdopplung alle 18 Monate korrigiert. Allerdings mehren sich die Stimmen, die eine eventuelle Verlangsamung in der Integrationsdichte in naher Zukunft erwarten. Zu dem einen werde eine technische Grenze erreicht, wenn ein Transistor die Ausdehnung weniger Atome erreiche und eine Stabilisierung subatomarer Teilchen zur Nutzung vorraussichtlich noch viel zu große Energien erfordere. Zu dem anderen wachse der finanzielle Aufwand zur Entwicklung und Herstellung integrierter Schaltkreise schneller als die Integrationsdichte, so dass es einen Punkt geben werde, an dem die Investitionen sich nicht mehr rentieren. Bei einem exponentiellen Wachstum der Entwicklungskosten ist gleichermaßen eine Grenze durch das gesamte in der Wirtschaft verfügbare Kapital gegeben.

Es gibt aber auch Leute die nicht an eine Verlangsamung der Entwicklung glauben sondern eher eine Beschleunigung für Wahrscheinlich halten. Raymond Kurzweil und andere halten das Mooresche Gesetz ca. für einen Spezialfall eines allgemeineren Gesetzes wonach die gesamte technologische Evolution verlaufe. Ist das Potenzial einer speziellen Technologie ausgeschöpft so wird sie von einer neuen abgelöst. Auch das Ende des Moorschen Gesetzes wurde schon häufig vorausgesagt aber die prognostizierten Hürden wurden überwunden bevor sie noch wirklich relevant wurden.

Kurzweil trägt in seiner Version des Moorschen Gesetzes nicht Transistoren pro Chip sondern Rechenleistung pro 1000$ Computer auf. Betrachtet man die Entwicklung von mechanischen Rechenmaschinen, über Röhren und Transistoren bis zu dem heutigen Mikroprozessor, zeige dies eine doppelt exponentielle Steigerung der Leistungsfähigkeit. (Für kürzere Zeiträume ist die einfach-exponentielle Steigerung jedoch noch eine gute Approximation). Die Rechenleistung pro $1 Tausend verdoppelte sich in den Jahren 1910 bis 1950 in dem Abstand von 3 Jahren (mechanische Rechenmaschinen), von 1950 bis 1966 etwa alle zwei Jahre und jetzt etwa jährlich.

Wohin könnte diese Entwicklung führen? Geht die Verdopplung der Rechenleistung in dem selben Tempo weiter dann würden Standardcomputer etwa in dem 20 Jahre 2020 die (rohe) Rechenleistung des Menschlichen Gehirns erreichen. Sobald eine Software in dem Stande ist den eigenen Sourcecode zu optimieren könnte sie, auf solcher Hardware, sehr rasch die Intelligenz des Menschen bei weitem überschreiten und in allen Bereichen die technologische Entwicklung extrem weiter beschleunigen. Dieser Zeitpunkt wird die Singularität genannt.== Weblinks ==

• http://www.intel.com/research/silicon/mooreslaw.htm
• http://www.intel.com/labs/eml/eml_demo/EML_demo.htm
• http://beat.doebe.li/bibliothek/w00862.html
• The Law of Accelerating Returns (http://www.kurzweilai.net/articles/art0134.html?printable=1) Artikel im Kurzweil ausgehend vom Mooreschen Gesetz die Beschleunigung der Technologischen Entwicklung prognostiziert.