Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology haben eine neue Datenspeicherungs- und Übertragungstechnologie entwickelt, die das berühmte Gesetz zur Prozessorleistung widerlegt.
Technisch gesehen stellte sich das Moore'sche Gesetz als einfache Beobachtung heraus: 1965 bemerkte Intel-Mitbegründer Gordon Moore ein interessantes Muster in der aufstrebenden Computerelektronikindustrie: Die Anzahl der Transistoren pro Quadratzoll integrierter Schaltkreise hat sich jedes Jahr stetig verdoppelt. Basierend auf dieser Beobachtung prognostizierte er, dass die Rechenleistung von Computern ungefähr alle zwei Jahre exponentiell zunehmen (und die Kosten senken) würde. Später überarbeitete er sein "Gesetz" und verkürzte die Frist auf 18 Monate, als sich das Produktionstempo verlangsamte, aber die Botschaft wurde ein wesentlicher Bestandteil unseres Verständnisses der Prinzipien der Informatik, Elektronik und Wirtschaft.
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Definition des Gesetzes geändert und wurde selbst oft in Frage gestellt. Jetzt scheint es an der Zeit zu sein, diese Regel ganz aufzugeben. In einer neuen Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht wurde, hat ein Forscherteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) ungewöhnliche magnetische Eigenschaften von Systemen nachgewiesen, die die Datenspeichermethoden in naher Zukunft erheblich verbessern könnten.
Ein neues Wort im Speicher
Derzeit werden Daten "bitweise" gelesen und geschrieben, was durch Ändern der Lokalisierung magnetischer Partikel erreicht wird. Stattdessen verwendet die neue Methode sogenannte "Skyrmionen" - virtuelle Teilchen, die auf kleinen Störungen in der Orientierung magnetischer Elemente beruhen - gekoppelt mit elektrischen Feldern. Es hat sich gezeigt, dass diese Partikel Daten viel länger speichern können als herkömmliche Systeme.
Jeffrey Beach, Associate Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik am MIT, führte eine Studie durch, in der erstmals 2016 die Existenz von Skyrmionen beschrieben wurde. Darin demonstrierte er, dass virtuelle Partikel an bestimmten Orten erzeugt werden können, während früher angenommen wurde, dass ihr Ort bei der Erzeugung zufällig war. Auf diese Weise konnten die Spezialisten eine verbesserte Version der Datenspeichertechnologie entwickeln.
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Heutzutage folgen physische Speicherkapazitäten im Allgemeinen dem Moore'schen Gesetz. Wie dem auch sei, diese Technologie hat bereits praktisch ihre Grenzen erreicht, und wenn wir sie durch eine fortschrittlichere ersetzen, die auf denselben Skyrmionen basiert, könnte das Gesetz selbst nicht nur umgeschrieben, sondern vollständig beseitigt werden. Der Hauptgrund, warum die Entwicklungen bisher nicht über Laborkerker hinausgingen, liegt in den Methoden zum Lesen von Informationen aus neuen Medien. Röntgenmikroskopie kann verwendet werden, um diese Ziele zu erreichen, aber solche Geräte sind teuer und für den durchschnittlichen Laien praktisch unzugänglich, so dass es unpraktisch ist, sie auf Laptops zu installieren.
Die Zukunft der Informationstechnologie
Es gibt andere Methoden zum Lesen von Daten, aber alle sind noch auf Papier. Die Schaffung realistisch kostengünstiger, billiger und nutzbarer Hardware für PCs wird in den nächsten Jahren zu einer der größten Herausforderungen für Ingenieure.
Unabhängig davon geht die Ära von Moores Gesetz definitiv zu Ende. Er hat sich jahrzehntelang regelmäßig bewährt, da die Informatik selbst eine sehr innovative Richtung der Wissenschaft war, aber jetzt ist die Technologie in die nächste Phase ihrer Entwicklung eingetreten. Es geht nicht nur um die Abschaffung des formellen Gesetzes, sondern auch darum, die Vorstellungen einer Person darüber zu ändern, welche Kapazitäten durch die Verarbeitung und Speicherung von Daten erreicht werden können.
Wassili Makarow
