Das Ende der Konsolengenerationen? Das Ende der Computerentwicklung? Gemach, diese Kolumne zeigt nicht nur das Limit der jetzigen Computertechnik auf, sondern auch zukünftige Wege, Chips noch besser zu machen.

Seit über dreißig Jahren haben wir uns daran gewöhnt, dass Computer immer schneller werden: Raumfüllende Rechnerzentren von damals boten etwa so viel Rechenleistung wie heutige Smart Phones, unvorstellbar viele Operationen werden innert Sekunden durchgeführt – selbst auf dem günstigsten Netbook. Die Chiphersteller haben diese Entwicklung mit einem simplen Prinzip ermöglicht, nämlich das stetige Verkleinern des Halbleiters. Prozessoren bestehen aus einer riesigen Anzahl von Halbleitern, deren duale Eigenschaft die Computertechnik begründet. Verkleinert man die Halbleiter, schrumpft auch die Größe des Prozessors. Umgekehrt kann man auch die Größe des Prozessors beibehalten und dafür mehr Halbleiter darauf setzen. Diese exponentielle Leistungssteigerung prägt die letzten drei Jahrzehnte.

Aber geht diese Entwicklung so weiter? Die Halbleiter stoßen bald an eine physikalische Grenze; der mittlere Abstand zwischen zwei Halbleitern ist bereits im tiefen zweistelligen Nanometerbereich und kann nicht mehr sonderlich verkleinert werden. Gleichzeitig verschwenden moderne Chips Unmengen an Energie: Über 99% des Stroms verpufft in Wärme, nur ein mickriger Teil ist für das Rechnen zuständig. Das Auffälligste bei Nintendos neuester Konsole? Die Wii U hat mehr Raum, mehr Lufteingänge und wahrscheinlich einen stärkeren Ventilator als ihre Vorgängerin. Oder man schaue sich die modernsten Grafikprozessoren für PCs an, diese Monstren mit zwei eingebauten Ventilatoren!

Noch spüren wir die Grenzen nicht, die nächste Konsolengeneration wird auch diesmal ein Vielfaches der Leistung ihrer Vorgängerin mitbringen, und die Spielerinnen und Spieler können die neuen Spielewelten bereits in diesem Jahr mit der Wii U bestaunen. Doch was kommt danach? Welchen technischen Fortschritt werden die übernächste Konsolengeneration vorweisen, d.h. jene Konsolen zwischen den Jahren 2018 bis 2021? „Wozu“, fragt der besorgte Gamer, „sollen wir neue Konsolen kaufen, wenn die Technik praktisch stehen bleibt?

Glücklicherweise entwickelt sich die Computertechnik weiter. Schwierigkeiten? Ja, sie existieren, aber Lösungen sind in Sicht. Selbst wenn die heutigen Halbleiter nicht kleiner werden, könnten die Chiphersteller trotzdem leistungsfähigere Prozessoren herstellen. In diesem Fall würden die Kosten jedoch stärker zunehmen als bisher, nicht zuletzt wegen aufwändigeren Kühlsystemen. Es besteht natürlich die Möglichkeit, dass die Chip-Hersteller wie IBM, Intel, AMD und Nvidia gerade in diesem Bereich große Fortschritte machen werden, in der Forschung hat IBM zum Beispiel bereits eine Wasserkühlung im Mikrobereich skizziert. Die Entwickler versuchen auch, die Energieeffizienz zu steigern: Sinkt der Energieverbrauch, können die Prozessoren auch größer werden, und die Kühlung nimmt an Bedeutung ab. Die Biologie macht es vor, denn das menschliche Gehirn kann die Energie zu 70% für das Denken nutzen. Die Computertechnik hat also diesbezüglich noch viel Raum zur Verbesserung. Und schließlich können die Entwickler auch mit einem anderen Material arbeiten. Forscher haben zum Beispiel Halbleiter aus Kohlenstoff herstellen können, die wesentlich leistungsfähiger sind als heutige.

Die Hardware-Wissenschaft stagniert nicht – das zeigt die vorherige Aufzählung. Allerdings haben es viele Ansätze noch nicht bis zur Marktreife geschafft, eine kurzfristige Verlangsamung der Entwicklung ist deshalb nicht ausgeschlossen. Futuristen wie Ray Kurtzweil glauben jedoch fest daran, dass das Gesetz von Moore noch lange gelten wird. Konsolenspielerinnen und –spieler können sich zumindest in der absehbare Zukunft weiterhin auf noch bessere Grafik und imposantere Spielewelten freuen.