Prozessoren Die Macht der Beschleunigung

Intel schafft neue, noch schnellere Prozessoren. Werden Maschinen bald leistungsfähiger als der menschliche Verstand?

© David Paul Morris/Getty Images

Unsere Computer sind schnell. Verglichen mit der Gigahertz-Taktfrequenz eines Prozessors muten die 90 Herzschläge pro Minute, die der menschliche Körper in Ruhe vollbringt, archaisch an. Ein Vergleich: 1990 wartete ein Computer auf den Tastendruck eines Menschen so lange, wie ein Mensch still und unbeweglich darauf harren müsste, dass der Zweig eines Baumes ihm entgegenwächst. Inzwischen hat sich die Geschwindigkeit der elektronischen Rechenwerke zumindest verzweihundertsechsundfünfzigfacht. Und sie nimmt weiter zu.

Dass das menschliche Denken überhaupt noch konkurrenzfähig ist, liegt zuerst an der Perfektion der biologischen Systeme, die im Gehirn 100 Milliarden Zellen über eine Billiarde Verbindungen (zumeist) sinnvoll organisieren.

Im Vergleich dazu wiederum ist der Stand der Rechentechnik bescheiden: Nur 29.000 Transistoren arbeiteten im Urahn Intel 8086 . Im Intel Pentium II - 17 Jahre später - waren es bereits neun Millionen. Heute werden im Flagschiff Intel Core 2 Duo 291 Millionen Transistoren verbaut.

Nun ist ein Transistor keine Nervenzelle. Nur ein Eingang und ein Ausgang stehen den Daten zur Verfügung, hinzu kommt eine Leitung zur Steuerung des Stroms. Die Aussage eines Transistors lautet '1' - oder '0', wenn er schweigt.

Die Nervenzelle dagegen hat sehr viele Synapsen, um sich mitzuteilen. Gleichzeitig kann sie tausendfach 'Nein' und tausendfach 'Ja' sagen und auf ebenso viele Signale abgestuft reagieren. Gerade bei überlebenswichtigen Aufgaben wie der Mustererkennung für Sehen oder Hören, beim Verstehen von Sprachen oder dem kreativen Malen eines Bildes ist das biologische Verfahren den elektronischen noch weit voraus.

Doch das Gehirn hat eine Schwäche im Wettkampf mit der Technik: Es entwickelt seine Kapazität nicht weiter - zumindest nicht in erlebbaren Zeiträumen.

Hingegen bestätigen die Prozessorbäckereien regelmäßig das Moorsche Gesetz, nach dem sich die Komplexität in Prozessoren etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Seit Ende Februar zeigt Intel einen Prozessor vor, der achtzig Kerne auf einem Chip integriert - heute üblich sind zwei. So kann ganz ohne fundamental neue Technologie die Leistung auf eintausend Milliarden (1.000.000.000.000) Berechnungen pro Sekunde vervierzigfacht werden, auf nur einer Platine. Stolz stellen die Entwickler in diesem Video ihr Werk vor.

Gleichzeitig wird daran geforscht, wie ein weit leistungsfähigeres Material im Chip eingesetzt werden kann.

Während also Intel "den größten Durchbruch im Transistordesign in den letzten vierzig Jahren" bekannt gibt, prescht zeitgleich auch IBM vor. Das Unternehmen verkündete am 27. Februar ebenfalls die "erste fundamentale Veränderung im Transistoraufbau seit vierzig Jahren" .

Wie ein solcher Durchbruch gleich doppelt an einem Wochenende gelingt, bleibt ein Rätsel. Doch einig sind sich beide Chiphersteller darin, dass der Intel-Gründer Moore durch diese Technik die nächsten zehn Jahre Recht behalten wird.

Nach dem Moorschen Gesetz wären die Maschinen dann in weiteren acht Jahren, bei 150 Milliarden Transistoren je Chip, auf Augenhöhe mit den Menschen:

Das Moorsche Gesetz - bisherige Entwicklung
Mensch (Synapsen)Maschine (Transistoren)
1900: 100 Milliarden 0
1958: 100 Milliarden 10
1980: 100 Milliarden 29.000 (i8086)
1990: 100 Milliarden 275.000 (i386)
1997: 100 Milliarden 9 Millionen (Pentium II)
2004: 100 Milliarden 125 Millionen (Pentium4)
2006: 100 Milliarden 291 Millionen (Core 2 Duo)

Nun möchte man sich für den Menschen auf die oben genannte Zahl der Verbindungen retten - doch auch Computer kennen Netze. Und nichts wächst schneller als die Anzahl der im Internet verbundenen Rechner. Ray Kurzweil und andere meinen, dass sich die gesamte technologische Evolution in doppelt exponentieller Geschwindigkeit vollzieht. Die Rechenleistung pro 1000 Dollar verdoppelte sich in den Jahren 1910 bis 1950 im Abstand von drei Jahren (mechanische Rechenmaschinen), von 1950 bis 1966 etwa alle zwei Jahre und jetzt etwa jährlich.

Wer erinnert sich noch an die Reiskörner des Brahmanen, die dieser der Legende nach von seinem König als Lohn für die Erfindung des Schachspiels erbat? Von Feld zu Feld verdoppelte sich die Zahl der Körner. Der Reis ganz Indiens war dafür nicht genug. Und ebenso geht es unserem Denken.

Ist die Unterlegenheit der menschlichen Hardware aber ein Grund zur Verzweiflung?
Nein. Mit aller Kraft das Unvermeidbare zum Guten hin zu wenden ist die Herausforderung an alle, die Maschinen zu schaffen und noch zu steuern vermögen.

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