Nanometer, danach Pikometer?

thommy86

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Hallo, ich wollte mal fragen wie es in Zukunft mit Grafikkarten und Prozessoren weiter geht, wenn 1 Nanometer hergestellt wurde, geht es dann weiter mit pikometer mit den Grafikkarten und Prozessorren weiter? Ab wann währe die Fahnenstange erreicht? Und wenn die fahnenstange erreicht ist, wie geht es mit neuen Prozessoren und Grafikkarten weiter zu produzieren in ferner Zukunft? Vielleicht kann es mir einer besser erklären.
 
So viele Fragen. Ich versuchs mal kurz und knackig:
thommy86 schrieb:
Hallo, ich wollte mal fragen wie es in Zukunft mit Grafikkarten und Prozessoren weiter geht, wenn 1 Nanometer hergestellt wurde
Genau genommen sind wir bei der Strukturgröße noch weit größer als das. Aktuelle Bezeichnungen für Prozesse muss man verstehen als "wenn wir einen planaren Chip mit der gleichen Transistorzahl bauen würden, würde er diese Strukturgröße haben". Da seit einigen Jahren aber dreidimensionale Strukturen genutzt werden, sind die tatsächlichen Größen andere. Ein dreidimensionaler Transistor spart einfach Platz gegenüber einem flachen in der gleichen "echten" Strukturgröße.
thommy86 schrieb:
geht es dann weiter mit pikometer mit den Grafikkarten und Prozessorren weiter?
Maßeinheit der Wahl ist dafür das Ångström, das entspricht 100pm und ist gleichzeitig ein praktisches Maß für die Atomgröße...
thommy86 schrieb:
Ab wann währe die Fahnenstange erreicht?
... die bei einem Siliziumatom etwa 2 Å beträgt. Sowohl Intel als auch TSMC benennen ihre nächsten Prozesse auch schon danach (Intel kommt dieses Jahr z.B. mit "18A").
thommy86 schrieb:
Und wenn die fahnenstange erreicht ist, wie geht es mit neuen Prozessoren und Grafikkarten weiter zu produzieren?
Niemand weiß es sicher. Klar ist nur, kleiner wird dann nicht mehr möglich sein.
 
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Die Fahnenstange was die Strukturgrößen angeht ist aufgrund physikalischer Gesetze/Gegebenheiten bereits quasi erreicht - es lässt sich von nun an nicht mehr so einfach weiter in Richtung kleiner skalieren...
https://de.wikipedia.org/wiki/Mooresches_Gesetz#Grenzen
Wächst der finanzielle Aufwand für Entwicklung und Herstellung integrierter Schaltungen schneller als die Integrationsdichte, könnten sich die Investitionen bald nicht mehr lohnen. Das ist wahrscheinlich bei Annäherung an physikalische Grenzen, die aufgrund des quantenmechanischen Tunnelstroms bei 2 bis 3 nm liegen.[8] Seit 2022 fertigt TSMC 3-nm-Prozessoren. Der Hersteller nahm an, bis Ende 2025 die 2-nm-Technik[9] auf den Markt bringen zu können. Allerdings wird sich deren Auslieferung vermutlich um zwei Jahre verzögern. Die 2016 veröffentlichte Roadmap folgt nicht mehr dem mooreschen Gesetz.[8] Aufgrund der physikalischen Probleme haben sich die Kosten für Chips seit 2010 etwa verzehnfacht.[10]

Derzeit werden daher zahlreiche Ansätze zur Ablösung der klassischen Halbleitertechnik erprobt.[11] Kandidaten für grundsätzlich neue Technologien sind die Erforschung von Nanomaterialien wie Graphen, dreidimensionale integrierte Schaltkreise (und somit die Erhöhung der Transistorzahl pro Volumen und nicht mehr nur pro Fläche), Spintronik und andere Formen mehrwertiger Logik,[12] sowie Tieftemperatur- und Supraleiter-Computer, optische und Quantencomputer sowie das neuromorphe Computing, das sich am menschlichen Gehirn orientiert.[13] Bei all diesen Technologien würde die Rechenleistung oder Speicherdichte gesteigert, ohne im herkömmlichen Sinn die Dichte an Transistoren zu steigern, so dass das mooresche Gesetz zwar formell an Gültigkeit verlöre, nicht aber zwingend von seinen Auswirkungen her.
 
Na ja, die Miniaturisierung kommt irgendwann an eine natürliche Grenze, da Strukturgrößen, die kleiner als ein Atom sind, nicht hergestellt werden können.
Zudem will ich nicht wissen wie dann die Leckströme aussehen usw.
Bei immer kleineren Strukturgrößen spielen dann auch quantenphysikalische Effekte eine immer größere Rolle, z.B. der Casimir-Effekt oder ähnliche Dinge.

Eine Mehrleistung wird dann vermutlich ein kompletter Wechsel der Architektur bedingen.
Damit meine ich nicht mehr CPUs und Grafikkarten, sondern den gesamten aufbau eines Rechners.
Selbst heute versucht man ja schon auf Teufel komm raus auf diese Weise mehr Leistung zu generieren.

Prozessoren, die sich selbstständig übertakten mit aufwändigsten Schaltungen, was mal mehr mal weniger gut funktioniert... Nicht wahr, Intel...
Grafikkarten, die mit DLSS/FSR versuchen mangelnde Rohleistung zu kompensieren... Nicht wahr, nVidia...

Irgendwann ist auch der immer weiter steigende Strombedarf nicht mehr händelbar, Stichwort Elektromigration usw.
Immer kleiner geht halt irgendwann nicht mehr.

Auch muss man bedenken das mit weiterer Miniaturisierung Kosten und Aufwand der Produktion immer weiter ansteigen und das ist heute schon extrem aufwändig.

Man muss aber auch bedenken das die tollen Werbefolien von Intel, AMD usw. nicht die echte Realität abbilden.
Denn die kommunizierte Strukturgröße ist nicht die real gebaute. Klar kann man sich das so hinfummeln das es irgendwie doch stimmt, aber in Wahrheit sind die einzelnen Strukturen noch weit größer.
 
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1 silizium Atom hat, je nach Metrik, einen Radius von 0.1bis 0.2 nm.

Seit schon einiger zeit sind das eher Marketingbegriffe, die sich irgendwie vielleicht noch in der Realität begründen lassen.

Es gibt in der Halbleiterfertigung noch einiges an spannenden Entwicklungen,vor allem was auf der Z Achse geplant ist, ist schon cool, aber da werden die Strukturgroeßen nicht der limitierendeFaktor sein
 
Und irgendwann landen wir wieder an dem Punkt, das Dual-CPU & GPU angesagt sind...
 
stefan92x schrieb:
Genau genommen sind wir bei der Strukturgröße noch weit größer als das. [...] Da seit einigen Jahren aber dreidimensionale Strukturen genutzt werden, sind die tatsächlichen Größen andere.

Zum besseren Verständnis, hier mal "reelle Zahlen" zum kommenden "1nm Prozess" (deepl Übersetzung des englischen Wikipedia Artikelabschnitts):
https://en.wikipedia.org/wiki/1_nm_process#Terminology_and_physical_features
Der Begriff "1 Nanometer" entspricht in diesem Zusammenhang keiner direkten physikalischen Messung oder Eigenschaft der Transistoren, wie Gate-Länge, Metallabstand oder Gate-Pitch. Stattdessen dient er als Marketing-Bezeichnung oder "Knotenbereichskennzeichnung", die für eine bestimmte Generation der Halbleitertechnologie steht.

Laut der International Roadmap for Devices and Systems (IRDS) von 2021, die vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) veröffentlicht wurde, wird ein "1-nm-Knoten" folgende Merkmale aufweisen:

Kontaktiertes Gate-Abstand: 42 Nanometer
Engster Metallabstand: 16 Nanometer

Diese Werte verdeutlichen die anhaltende Divergenz zwischen der Benennung von Prozessknoten und den tatsächlichen Abmessungen der Transistoren, die sie beschreiben.
 
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Irgendwie mache ich mir schon etwas Sorgen, weil ich ja gerne als PC Bastler, wenn neue schnellere Prozessoren und Grafikkarten kommen, einbaue. Mit 38 Jahren, bin ich ja noch garnicht so alt und will auch mit 50 Jahren und älter als Gamer gerne Hardware teile kaufen und und einbauen können
Auf Cloud Gaming habe ich gar kein Bock drauf
 
Schon heute ist hardware doch nur noch mist. Es werden schwachsinnige Marketingworte als features verkauft, selbst teurere Hardware hat billige Spulen und Spannungswandler, man kann kaum noch daran herumloeten undeskonvergiert auf immer weniger Bauteile

Aber dafuer ist es heute recht simpel eigene computer komplett from scratch zu bauen. Man muss nurdie einzelnen Komponenten kaufen, eine Platine fertigen lassen und kann los legen.
Ist leichterals PC bau vor wenigen jahrzehnten
 

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