Das Ende von Moores Gesetz. Oder: Wie misst man eigentlich Fortschritt?

Wie wichtig ist schnell? IBM PC von 1981 (Foto: Medienzeitmaschine, Quelle: Flickr, CC BY 2.0)

Wir sind daran gewöhnt, den Wert digitaler Dinge in quantitativer Münze zu berechnen, die sich direkt in die Qualität der Produkte konvertieren lässt. Ob Computer oder Kamera, Spielkonsole oder Smartphone – es gilt die Maxime, dass mehr auf jeden Fall besser ist. Je schneller der Prozessor, je größer der Speicher, je mehr Megapixel: desto moderner und besser ist das jeweilige Gerät. Doch mit der rasanten Mobilisierung unseres digitalen Alltags gerät diese handfeste Maxime ins Wanken.

Exponentielles Wachstum

Die Magna Carta, die die Steigerung der schieren Rechenleistung als Maß für den technologischen Fortschritt etablierte, wurde 1965 eher zufällig von Gordon Moore geschrieben und trägt den Titel “Cramming more components onto integrated circuits”.

Auf dreieinhalb Seiten machte sich der Mitbegründer des Chip-Giganten Intel damals in der Fachzeitschrift “Electronics” Gedanken über die Zukunft integrierter Schaltkreise. Basierend auf der bisherigen Entwicklung wagte Moore jene Prognose, die später als “Moores Gesetz” zur Legende werden sollte: Alle zwölf Monate verdoppelt sich die Zahl der Komponenten in einer integrierten Schaltung.

Zu Moores eigener Verblüffung traf seine Prognose tatsächlich zu und hat auch mehr als 40 Jahre später ihre Gültigkeit kaum verloren. Zwar musste im Laufe der Jahre der Zeitrahmen angepasst werden, aber nach wie vor gilt die Faustregel, dass sich die Rechenleistung der Computer rund alle 18 bis 24 Monate verdoppelt.

Nun deuten die Anpassungen des Zeitrahmens zwar darauf hin, dass sich Moores Gesetz allmählich überlebt haben könnte, im Moment sieht es jedoch nicht danach aus, als ob sich an ihrer Gültigkeit in naher Zukunft wirklich etwas grundlegend ändert. In ihrer Fixierung auf die reine Rechenleistung, die der IT-Branche bislang als Leitfaden der Forschung und Entwicklung diente, verliert sie allerdings zunehmend an Bedeutung.

Digitale Mobilmachung

Notebooks, Tablets und Smartphones haben unseren digitalen Alltag nachhaltig mobilisiert und damit einen zuvor eher vernachlässigten Faktor ins Spiel gebracht: den Stromverbrauch. Das schönste Notebook ist nutzlos, wenn der Akku nach drei Stunden am Ende ist, das coolste Smartphone letztlich nur ein Briefbeschwerer, wenn es nicht einmal einen Arbeitstag durchhält.

Doch nun hat Jonathan Koomey von der Uni Stanford dem leistungsfixierten Mooreschen Gesetz ein notwendiges Korrektiv zur Seite gestellt, das den Fokus von der reinen Rechenleistung auf die Energieeffizienz eines Systems verschiebt.

Beginnend mit dem ersten Universalrechner ENIAC, der Mitte der 40er-Jahre seine Dienst antrat, analysierte Koomey eine gut 60 Jahre umfassende Datenbasis und fragte nach dem Zusammenhang zwischen der Anzahl von Rechenzyklen und der dazu benötigten Energie. Wie Moore machte auch Koomey eine verblüffende Entdeckung: Alle 18 Monate halbiert sich der Energiebedarf pro Rechenzyklus.

Ein kleines Gedankenexperiment illustriert die Entwicklung. Ein modernes Notebook wie Apples MacBook Air hält mit einer Akkuladung rund sieben Stunden durch. Wäre es nach den Maßstäben von vor 20 Jahren gebaut, es hätte seinen Akku in 2,5 Sekunden leer gesaugt.

Paradigmenwechsel

Mag man bei Intel auch zuversichtlich sein, “das Mooresche Gesetz noch eine ganze Weile erfüllen zu können” – wichtiger als die Fixierung auf immer weiter steigende Rechenleistung auf immer kleinerem Raum ist die konzentrierte Entwicklung energieeffizienter Systeme.

“Koomeys Gesetz” markiert einen Paradigmenwechsel und könnte Moores Gesetz als Leitidee ablösen. Heutige Computer bieten mehr als genug Rechenpower, um für alle denkbaren Zwecke gerüstet zu sein. In den Prospekten machen sich Gigahertz-Zahlen eines Prozessors vielleicht noch gut, in der Praxis spielt dergleichen (fast) keine Rolle mehr. Ein neues Notebook muss heute nicht mehr unbedingt doppelt so schnell wie das Vorgängermodell sein – wichtiger wäre es, wenn sein Akku um ein Vielfaches länger hielte.

Aktuell kann es sich wohl kein Hersteller leisten, die Haltbarkeit eines Akkus auf Kosten der Rechenleistung zu forcieren, zu sehr sind die Kunden darauf konditioniert, auf jedes noch so marginale technische Detail eines Notebooks eher zu achten als auf die Frage, wie lange sie dieses Gerät eigentlich mobil nutzen können.

Doch dieses Verhalten ist gelernt – und lässt sich auch wieder verlernen: Es wird Zeit, die Parameter, nach denen wir die Qualität eines Produktes bestimmen, neu zu justieren.

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