Mooresches Gesetz
Das Mooresche Gesetz ist die Beobachtung, dass sich die Zahl der winzigen Schaltelemente auf einem Computerchip etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Es ist kein Naturgesetz, sondern eine Faustregel, die die Chipbranche jahrzehntelang wie ein Fahrplan behandelt hat.
Ein Computerchip ist ein Stück Silizium, auf dem winzige elektronische Schalter sitzen. Diese Schalter heißen Transistoren, und je mehr davon auf einen Chip passen, desto mehr kann er rechnen. Der Ingenieur Gordon Moore stellte 1965 fest, dass sich ihre Anzahl regelmäßig verdoppelt. Später korrigierte er den Rhythmus auf etwa zwei Jahre. Diese Beobachtung nennt man das Mooresche Gesetz. Es ist kein Gesetz der Physik, sondern eine Prognose, die erstaunlich lange gestimmt hat.
Warum die Verdopplung so viel verändert hat
Eine Verdopplung alle zwei Jahre klingt harmlos. Über zwanzig Jahre bedeutet sie aber den Faktor tausend. Genau dieses Tempo erklärt, warum ein heutiges Smartphone mehr leistet als ein Großrechner der 1980er Jahre. Der erste Intel-Prozessor von 1971 hatte rund 2300 Transistoren. Moderne Chips liegen bei mehreren Dutzend Milliarden.
Für die Industrie war das mehr als eine Beobachtung. Chiphersteller planten ihre Fabriken danach, Softwarefirmen kalkulierten mit künftig schnellerer Hardware. Man konnte Programme schreiben, die auf aktuellen Rechnern noch zu langsam liefen. Zwei Jahre später waren sie dann brauchbar. Das Mooresche Gesetz wurde so zu einer selbsterfüllenden Prophezeiung: Alle richteten sich danach, also trat es ein.
Auch der Boom der künstlichen Intelligenz hängt daran. Große Sprachmodelle brauchen enorme Rechenleistung. Diese Rechenleistung war nur bezahlbar, weil Chips über Jahrzehnte immer leistungsfähiger und pro Rechenschritt billiger wurden.
Was beim Schrumpfen der Transistoren passiert
Mehr Transistoren auf gleicher Fläche heißt: Jeder einzelne muss kleiner werden. Die Strukturen auf heutigen Chips sind nur wenige Nanometer breit. Ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 50.000 Nanometer dick. Hergestellt werden diese Strukturen mit Licht, das ein Muster auf die Siliziumscheibe projiziert, ähnlich wie ein Diaprojektor.
Kleinere Transistoren haben zwei Vorteile. Sie brauchen weniger Strom, und die Signale müssen kürzere Wege zurücklegen. Der Chip wird dadurch schneller und sparsamer zugleich. Diesen Zusammenhang nannte man früher Dennard-Skalierung. Er ist seit etwa 2005 weitgehend zusammengebrochen, weil sehr kleine Transistoren unverhältnismäßig heiß werden.
Seitdem steigt die Taktfrequenz von Prozessoren kaum noch. Die Hersteller bauen stattdessen mehrere Rechenkerne nebeneinander oder stapeln Chips übereinander. Ein häufiger Irrtum ist deshalb, das Mooresche Gesetz mit Geschwindigkeit gleichzusetzen. Es sagt nur etwas über die Anzahl der Transistoren, nicht über das Tempo.
Der Begriff in Börsenmeldungen und Produktankündigungen
In Wirtschaftsnachrichten taucht das Mooresche Gesetz meist mit der Frage auf, ob es noch gilt. Manche Fachleute erklären es für tot, weil die physikalischen Grenzen nahe sind. Andere verweisen darauf, dass die Transistorzahl weiter steigt, nur langsamer und deutlich teurer. Eine moderne Chipfabrik kostet inzwischen über 20 Milliarden Dollar.
Konkret begegnet dir der Begriff, wenn Firmen wie TSMC, Intel oder Samsung neue Fertigungsverfahren vorstellen. Angaben wie « 3 Nanometer » sind dabei längst Marketingnamen und keine echten Maße mehr. Auch bei Nvidia-Grafikkarten für KI-Rechenzentren wird gern damit geworben, den alten Rhythmus zu übertreffen.
Im Alltag merkst du die Folgen daran, dass neue Handys oder Notebooks nicht mehr jedes Jahr spürbar schneller sind. Der Fortschritt verschiebt sich zu Spezialchips, die nur eine Aufgabe besonders gut können. Ein Beispiel sind die KI-Beschleuniger in aktuellen Smartphones.