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Forum: Offtopic Gesetz zur Entwicklung des CPUs (in der Geschichte)


Autor: ... (Gast)
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hallo,

ich hab ne kurze Frage.
wo finde ich Infos zu dem Gesetz, dass sich die Anzahl der Transistoren 
je Flaeche sich seit jahre verdoppelt? Ich konnte im Internet nichts 
finden. Oder gibts das ueberhaupt?

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Das ist das sogenannte "Mooresche Gesetz", benannt nach Gordon Moore:

http://de.wikipedia.org/wiki/Mooresches_Gesetz

Autor: Jupp (Gast)
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Nee, das gib's nicht. Hat man nur mal so festgestellt und seit dem wird 
das jedem angehenden ET-Studenten in der ersten Vorlesung an den Kopf 
geworfen.

Autor: Punktrichter (Gast)
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BGB §511 Abs2
Die Grünen wollen das Gesetz aber abschaffen, da die Fläche allgemein 
immer weniger wird.

Autor: Nullinger (Gast)
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Die Grünen sind Nullinger!!!!

Autor: Punktrichter (Gast)
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Sorry, ich habe mich vertan.
Die CDU (nicht die Grünen) will das Gesetz abschaffen, da Sie verhindern 
wollen, dass sich weiterhin die Zahl der Transvestiten pro Wohnfläche 
erhöht.

Autor: Rumpelstilz (Gast)
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Der Link von Rufus gibt alles her:

Man nehme Details und dort weitere Links bitte sehr zur Kenntnis.

Verdoppelung der Integrationsdichte alle 2 Jahre:

Nimmt man der Welt ersten Mikroprozessor Intel 4004 im Jahre 1969 mit 
ca. 5000 Transistoren als Ausgangsbasis:

Seither sind 38 Jahre vergangen, also 19 mal 2 Jahre.

Wir erhalten: 5000 Transistoren mal 2 hoch 19:

5000 * 524288 = 2.621.440.000

Gut 2,6 Milliarden Transistoren im aktuellen Pentium 4 ???

Moore's Law scheint noch zu stimmen.

Weiß jemand die Zahl sehr genau?

Die Kurve nimmt leicht ab, wenn ich das mal richtig gesehen habe. Denn, 
bis zur Entwicklung des atomaren Transistors, wird das Know-How immer 
schwieriger.

Autor: ... (Gast)
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hallo

Vielen Danke für den link!

Das dass Gesetz in der Realität natürlich nur bis zu einem bestimmten 
grad besteht ist ja klar. Ich wollte es nur in ein Text zur Entstehung 
des Computers reinbringen. (Er wendet sich an Leihen)

Autor: ... (Gast)
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Ich hab jetzt mal nachgeschaut, der Pentium 4 (nicht der quad core oder 
sonstwas) hat 188,0 Millionen Transistoren, allerdings musst du ja auch 
noch die Fläche besachten.
Inzwischen gibt es vermutlich echt schon problebe, weil die Transistoren 
ja nur noch aus nen paar Atomen bestehen.

Autor: Simon Huwyler (simi)
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Es gibt übrigens noch ein weiteres Gesetz, das nicht so bekannt ist, das 
besagt, dass laut Prophezeiungen die obige Aussage noch (ich weiss nicht 
mehr genau, wieviele... 5?) Jahre lang anhalten wird. Seit jeher. In 
5(?) Jahren wird sich die Kurve abflachen resp. diese Entwicklung 
vollständig stagnieren. :-)

Autor: nemon (Gast)
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simon, dieses "gesetzt" gibt es seit dem moorschen gesetz ;)

übrigens hatte der 4004 laut wikipedia 2300 transistoren, sodass das 
moorsche gesetz uns rund 1,2mrd. transistoren ausspuckt. der kentsfield 
(quadcore) hat 2 x 291mio. transistoren, also 580mio. in der summe. der 
itanium mit 2x12mb l3-cache kommt auf 1750mio. transistoren. das gesetz 
ist also nach so vielen jahren kaum daneben, was sehr bemerkenswert ist

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Das Mooresche Gesetz liefert so gute Verhersagewerte nicht weil es auf 
irgendwelchen nicht näher bekannten/erkläreten physikalischen Grundlagen 
beruht oder irgendwelche mystische Zusammenhänge herstellt sondern ist 
einzig eine gute Beschreibung der Arbeitsweise der Halbleiterindustie.

Wenn ein Entwicklungsleiter die Ziele für die nächste CPU Generation für 
seine Ingeneure festlegt, schaut er vorher auf die Moorsche kurve und 
sagt: das müsst ihr schaffen, egal wie. Schliesslich weis er ja dass die 
von der Konkurrenz genauso vorgehen.

Und falls dann mehr dabei rauskommt so hebt man sich das für die 
übernächste Generation als Sicherheitspolster auf. Zuviel besser als die 
Konkurrenz braucht man ja schliesslich auch nicht sein.

Und so stimmt die Mooresche Kurve Jahr für Jahr auf magische Weise mit 
der Realität überein...

Autor: Nullinger (Gast)
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@Kupfer Michi

Genau richtig, aber die Schimpansen in diesem Forum werden das 
wahrscheinlich wieder nicht kapieren.

Autor: Christian (Guest) (Gast)
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Ich würde eher sagen:
  wegen des Marktes.

eine um 10% bessere CPU je Jahr: da lohnt der Wechsel nicht nach 3 
Jahren.
(auch wenn MS da was anders macht)
Daher war das WinTel team so gut - und setzte auto. die
Leistungsspirale ein.

ein CPU-wechsel lohnt nach 2-3 jahren, weil die CPU deutlich besser ist.
+ Rest
(sonst könnte man mit 2000er auch weiter simulieren)


Auf www.chip.de ist vorhin etwas over
  25 jahre Chip
gestanden - allein dies zeigt sehr schön, dass es doch einige konstanten
gibt


Der Preis der billigsten CPU geht selten weit unter 50 Euro.
(vergleiche handy:  10Euro mit Guthaben)
 einen X2 3800 AMD gibt-s boxed für 70 Euro
aber unter 40 Euro wird es den vermutl. nie geben (na, ebay, ;-)


=>
Das Preisleistung gesetzt kann man folglich/vermutl.
auch auf die billigste CPU anwenden.



Autor: Dirk (Gast)
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Mist ...,  Kupfer Michi hats durchschaut.

Autor: Axel (Gast)
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"Inzwischen gibt es vermutlich echt schon problebe, weil die 
Transistoren
ja nur noch aus nen paar Atomen bestehen."

Ziemlicher Quatsch. Es gibt zwar ziemliche Probleme, aber das hat nichts 
mit den Atomen zu tun. Übrigends auch nicht mit der Grösse der 
Transistoren, das lässt sich beherrschen.

Aber es kommen Probleme wie höhere Leckströme etc. hinzu, die das Ganze 
problematisch machen.

"Wenn ein Entwicklungsleiter die Ziele für die nächste CPU Generation 
für
seine Ingeneure festlegt, schaut er vorher auf die Moorsche kurve und
sagt: das müsst ihr schaffen, egal wie."

Bei der Entwickung der Technologie geht es weniger um die CPU. Das 
betrifft allenfalls Intel und AMD (zugegebenermasse Schwergewichte in 
dem Bereich) aber es gibt auch noch eine Menge andere Anwendungen, wo 
die Forderungen viel krasser sind. Ein Handy, welches photographieren, 
MP3 spielen, telephonieren soll und dabei mit einer Batterieladung eine 
Woche hinkommt, ist ein viel stärkerer Technologietreiber als die 
Pentiums, bei denen der Hype mit schneller, weiter besser tendetiell 
eher abklingt.

Von daher versuchen die Halbleiterhersteller immer feinere Strukturen zu 
bauen. Und da ist eben alle 18 Monate eine neue Technologie angesagt mit 
im Schnitt der doppelten Transistorzahl. Wobei das durchaus nicht für 
die ganze Branche einheitlich ist, die Stufen sind sehr individuell und 
sind eigentlich erst bei den ganz neuen Technologien (0,65u und kleiner) 
etwas einheitlicher, weil die Firmen da stärker zusammenarbeiten.

Gruss
Axel

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Um das ganze besser verstehen zu können muss man realisieren dass das 
ganze nicht nur ein Technologie Problem ist, sondern viel mehr ein 
Technologie Managment und Kapital Management Problem ist.

Eine typisch ausgestattete Fab kostet heute ca. 1-2 Mrd $ und ist nur 
wenige Jahre "State of the Art", d.h. die Abschreibungskosten dominieren 
enorm den Chip Preis.
Andereseits sind die Entwicklungs und Vorlaufzeiten für 
Materialforschung, Toolentwicklung, Prozessengineering und Chipdesign 
oft 2-3 Genrationen/5-8 Jahre. Es ist nicht unüblich dass die nächsten 
2-3 Prozesser Technologie Generationen gleichzeitig versetzt entwickelt 
werden.

Damit all diese Einzeltechnologien punktgenau zum geplanten 
Einführszeitpunkt zur Verfügung stehen bedarf es eines enormen 
Abstimmungsprozesses quer durch die ganze Industrie.

Einem Chip Tool Hersteller nützt es nichts wenn er besser ist als für 
die nächste Generation gefordert, da sicher alle anderen 
Teiltechnologiene nicht darauf vorbereitet sind. Genauso ist er weg vom 
Fenster wenn er die Specs für die nächste Process Node nicht erfüllen 
kann.

Desswegen sind die diversen "Road Maps" für diesen Abstimmungsprozess so 
enorm wichtig, so dass jeder der Mittspieler wegen der langen 
Vorlaufzeiten weiss, welche Musik in 4-5 Jahren gespielt wird.

Die Mooresche Kurve ist nichst anderes als die oberste Road Map für die 
Logic Chip Industrie.

Die Industrie als ganzes hat einfach sehr schnell begriffen, dass es für 
alle Beteiligten besser ist wenn sich alle an die "Vorhersage" der Kurve 
halten.

Das Wunder ist nur dass bissher keine Technologischen Show Stopper 
aufgetreten sind.

Hätte man an einzelnen Prozess Nodes schneller voran gehen können?

Durchaus möglich, aber wegen der enormen Kosten mach es für die 
Industrie keinen Sinn ihre Investments vorzeitig und unnötig zu 
kanibalisieren und es macht auch keinen Sinn mehr Leistung anzubieten 
wie die Software Industrie sinnvoll verbraten kann (denn auch sie hängt 
mit ihren Entwicklungszyklen an dieser Road Map).

Und obendrein läuft man dann noch gefahr, in der übernächsten Generation 
nicht mehr gnügend nachlegen zu können, was die Endkunden (wie oben 
schon erwähnt) sofort mit einer Kaufverweigerung quittieren.

Wie gesagt, es haben alle Beteiligten etwas davon sich an die Mooresche 
Kurve zu halten und desswegen stimmen ihre "Vorhersagen" so gut.

Autor: Jupp (Gast)
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>eine um 10% bessere CPU je Jahr: da lohnt der Wechsel nicht nach 3
>Jahren.

Mein erster PC hatte 8 MHz, mein zweiter 33 MHz, mein dritter 350 MHz, 
mein vierter hat jetzt 1,8 Hz. Was wird wohl mein fünfter so in ca. 2-3 
Jahren haben? Vielleicht 10 GHz, verteilt auf 4 Kerne? Schon krass, und 
kein normaler PC-Nutzer braucht diese Performance; wenn man mal davon 
ausgeht, dass er nicht MS Windows Vista benutzt.

Autor: Axel (Gast)
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"Die Industrie als ganzes hat einfach sehr schnell begriffen, dass es 
für
alle Beteiligten besser ist wenn sich alle an die "Vorhersage" der Kurve
halten."

Das halte ich für ein Gerücht. Der Hersteller, der heute eine 25nm 
Technologie anbieten könnte, mit entsprechend niedrigem Stromverbrauch 
bei erhöhter Leistung und selbst identischen Preisen würde alle 
angehenden Projekte bei allen potentiellen Kunden gewinnen und sich 100% 
des Marktes sichern.

Die Vorstellung, dass jemand einen solchen Vorteil aus der Hand geben 
würde, nur um die aktuelle Fab zu füllen ist schon etwas absurd.

Das Problem ist nur, dass das eben nicht so einfach ist. Bisher hat es 
bei jeder Technologie erhebliche neue Probleme gegeben, die man erstmal 
lösen musste. Dazu gehört auch, dass man den Prozess erstmal lernen und 
optimieren musste. Da sehe ich eigentlich viel eher die Bremse, denn 
erstaunlicherweise sind die Zyklen, in denen die Ausbeute auf einen 
vernünftigen Wert kommt, relativ konstant. Und dieser Lernprozess dauert 
eben einfach seine Zeit. Und bei diesem Lernprozess eine Technologie zu 
überspringen, birgt das Risiko, dass man den neuen Technologie-Prozess 
gar nicht in den Griff bekommt. Also macht man lieber einen nach dem 
anderen.

Gruss
Axel

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Wobei das durchaus nicht für die ganze Branche einheitlich ist

Sehr richtig,
die Platten und DRAM Industrie hat jeweils ihre eigene Schlagzahl.

>Bei der Entwickung der Technologie geht es weniger um die CPU
ja, das Rad dreht sich weiter und die Mooresch Regel gilt auch streng 
genommen nur für CPUs. Andere Disco, anderer Beat...

Ich hoffe, dass durch meine Ausführungen das Phänomen besser 
verständlich wird wenn man die Finanz und Technologie Managmentseite mit 
berücksichtigt.

Autor: Christian (Guest) (Gast)
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Eine Ähnlichkeitsbetrachtung:

Bei den prozern ist es ja primär
  cache,
und dual, quad,... (= kopie), der die Transistorzahl noch hält.
Vieles ist je bereits "kopiert": 2 FPUs inside o.s. je core

Irgendwann ist schluß, bei dem kleiner werden:
   für den Transistor.

Vergleich: Windkraft.
da war mal 300 kW  aktuell, jetzt 5MW
bei so 7-8 MW werden die Dinger so groß,
dass das wohl ein limit wird.
(A380 wird vermutl auch der letzte seiner Art)

Hier wird ja (wie bei PCs)
"parallel aufgestellt": "quad"  und more, ,-)

Vermutung/Betrachtung:
Dies wird bald gekoppelt mit:
-biogas
-PV
-....
um deren Nachteile zu kompensieren
also vorteilhafter zu sein: Verfügbarkeit (politisch eh schon)

siehe AMD/ InteL.
  Co-prozersystem

Ein Aspekt:

Der obige Vergeich mag hinken.


Ging das mit dem PC nicht auch unter dem
"guten alten Windows 3.11" oder DOS 5.0 ?
Was ist den für einen Normal-PC-Nutzer wirklich besser geworden?
Da fragt Moore nicht nach, ;-)
ZB:
Die Zeit zum booten ist doch wirklich nicht besser geworden.
Und einen uC kann man unter DOS auch programmieren.
- außer:  Spiele, DVD + deren datenmenge (die CD ist >20 Jahre alt)

Wenn eine digi.Kamera so schnell "bootet"
wie ein PC, kaum einer würde das Teil heute kaufen.
(Dank neuer Cache-techniken soll sich das ja bald ändern)


nice time
c.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Der Hersteller, der heute eine 25nm Technologie anbieten könnte ... würde alle 
angehenden Projekte bei allen potentiellen Kunden gewinnen

Es gibt keinen Tool Hersteller der allein alle Tools für eine Process 
Node für eine Fab anbieten könnte, auch AMAT nicht. Das kann nur 
koordiniert  stattfinden und bei Logic Chips zieht nun mal da nach wie 
vor die Fäden.

Ausserdem ist es der CFO und das Managment von z.B. Intel der die 
Einführungszeitpunkte und die Kundenrelvanten Specs festlegt und nicht 
der CTO (oft sehr zu dessen Leidwesen) und da spielen dann oft sehr 
schnell nichttechnische Aspekte eine Rolle.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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tschuldigung:

CFO = Chief Financial Officer
CTO = Chief Technology Officer

Autor: Jupp (Gast)
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>tschuldigung:

>CFO = Chief Financial Officer
>CTO = Chief Technology Officer

Meine ich aber auch...

Autor: Rumpelstilz (Gast)
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nemon:

Intel 4004, meine Annahme mit 5000 Transistoren war grob geschätzt.

Danke für die Korrektur auf 2300 Transistoren. Damit kommen wir der 
Sache näher.

Moore's Law, wird wohl insgesamt auf dem allgemeinen Antriebsmotor des 
technischen Fortschrittes basieren, weniger auf neuen einzelnen 
Jahresvorgaben eines Halbleiterentwicklers.

Autor: Stefan Helmert (Gast)
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Hallo,

ich glaube das moorsche Gesetz kann man immer so hinbiegen, dass es 
passt. Heut gibts ja von einen bis zich Milliarden alles. Denkt mal an 
eine 8GB oder 16GB CF-Karte. 8*8GB sind 64 Mrd. Transistoren! allein als 
Speicherarray, ohne adressdecoder....
Niemand kann viel schneller CPUs entwickeln als die Konkurenz, denn es 
muss erst eine bestimmte Technologie da sein um einen gewissen Schritt 
besser zu werden. Wenn doch einer viel schneller ist wie zilog mit dem 
Z80000, dann fehlt das "Drumherum" und das Produkt ist nicht verwendbar.

Autor: Axel (Gast)
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"Was ist den für einen Normal-PC-Nutzer wirklich besser geworden?"

Na, einen PC als Videorekorder zu verwenden war vor 5 Jahren kaum 
möglich.

Auch das ganze Handling der Familienfotos/Viedeos wäre kaum denkbar. Ich 
habe mittlerweile fast 10 GByte nur an Photos, die hätten vor 10 Jahren 
nicht auf den Rechner gepasst.

Gruss
Axel

Autor: Axel (Gast)
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"Es gibt keinen Tool Hersteller der allein alle Tools für eine Process
Node für eine Fab anbieten könnte, auch AMAT nicht. Das kann nur
koordiniert  stattfinden und bei Logic Chips zieht nun mal da nach wie
vor die Fäden."

Du bestätigst damit das, was ich schon schrieb, es sind überwiegend 
technische Grenzen.

"Ausserdem ist es der CFO und das Managment von z.B. Intel der die
Einführungszeitpunkte und die Kundenrelvanten Specs festlegt und nicht
der CTO (oft sehr zu dessen Leidwesen) und da spielen dann oft sehr
schnell nichttechnische Aspekte eine Rolle."

Nein, es sind die technischen Möglichkeiten und der Druck der 
Konkurrenz, die den Zeitplan festlegen. Wenn AMD einen Sprung mit zwei 
Generationen machen könnte (oder alleine schon ankündigen würde) und 
entsprechend schnelle und sparsame Prozessoren anbieten könnte, würde 
der CFO sich das ganz schnell überlegen mit einer künstlich verzögerten 
Roadmap. Und der CTO hätte riesige Problem zu erklären, warum er 
hinterherhinkt.

Gruss
Axel

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