Expertenwissen für Händler: Die Zukunft der Mikroprozessoren

09.07.2007
Von KOMMT NOCH

Penryn ante Portas: 45nm schon für das zweite Halbjahr 2007 geplant

Mikroprozessoren verfügen über komplexe Strukturen. So beeinflussen unterschiedlichste Faktoren die beiden wesentlichen Eigenschaften einer CPU: Geschwindigkeit und Energieeffizienz. Dazu zählen die Taktfrequenz, die Anzahl der Rechenkerne, die Architektur und die Strukturbreite der Transistoren.

Letztere beträgt bei Intel Prozessoren derzeit 65 Nanometer. Ein Nanometer (nm) ist ein Milliardstel Meter - das entspricht einer Breite von ungefähr drei benachbarten Atomen in einem Stück Metall. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 90.000 nm dick. Im zweiten Halbjahr 2007 plant Intel Prozessoren der Penryn-Familie mit einer Strukturbreite von 45 nm auf den Markt zu bringen. Auf der Oberfläche einer einzigen menschlichen roten Blutzelle würden dann etwa 400 von Intels 45-nm-Transistoren Platz finden.

Catoms: winzig kleine kugelförmige Roboter die zusammen formbare high-tech 3D Modelle darstellen und verschiedene Formen und Farben annehmen können.
Catoms: winzig kleine kugelförmige Roboter die zusammen formbare high-tech 3D Modelle darstellen und verschiedene Formen und Farben annehmen können.

Die Verkleinerung der Strukturbreiten erlaubt es, mehr Transistoren auf kleinerem Raum unterzubringen. Aufgrund der winzigeren Strukturen wird weniger Ladung (Strom) benötigt, um den Schaltvorgang im Transistor auszulösen (Strom fließt oder Strom fließt nicht). Gleiche Rechenoperationen können daher schneller und mit weniger Energieaufwand ausgeführt werden. In der Praxis wird die Strukturverkleinerung jedoch meist dazu genutzt, um mit gleichem Energieaufwand eine höhere Rechenleistung zu erzielen.

Transistor eines Prozessores mit 65 nm Strukturbreite. Die Gatelänge bei 65 nm Transistoren beträgt 35 nm.
Transistor eines Prozessores mit 65 nm Strukturbreite. Die Gatelänge bei 65 nm Transistoren beträgt 35 nm.

Da sich die Transistorendichte nach dem Mooreschen Gesetz etwa alle 24 Monate verdoppelt, stehen pro Fläche immer mehr Transistoren zur Verfügung. Wie diese Transistoren genutzt werden, regelt die Prozessorarchitektur. Das Fundament heutiger Desktop-, Notebook- und Server-Prozessoren von Intel ist die 2006 eingeführte Intel Core Mikroarchitektur. Sie ist für Mehrkern-Prozessoren optimiert und liefert hohe Performance bei gleichzeitig niedrigem Strombedarf. Dadurch wird die Energieeffizienz der "Core 2 Duo"- und der "Core 2 Quad"- Prozessoren sowie der "Xeon" Dual- und Quadcore-Prozessoren erhöht.

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