Adam Kos Im Allgemeinen sind wir eher daran gewöhnt, dass etwas umso besser ist, je größer es ist. Bei der Produktionstechnik von Prozessoren und Chips gilt dieses Verhältnis jedoch nicht, denn hier ist es genau umgekehrt. Auch wenn wir hinsichtlich der Leistung zumindest ein wenig von der Nanometerzahl abweichen können, ist es dennoch in erster Linie eine Frage des Marketings.
Die Abkürzung „nm“ steht hier für Nanometer und ist eine Längeneinheit, die 1 Milliardstel Meter beträgt und dazu dient, Abmessungen auf atomarer Skala auszudrücken – zum Beispiel den Abstand zwischen Atomen in Festkörpern. In der Fachsprache wird jedoch typischerweise von einem „Prozessknoten“ gesprochen. Es wird verwendet, um den Abstand zwischen benachbarten Transistoren beim Design von Prozessoren zu messen und die tatsächliche Größe dieser Transistoren zu messen. Viele Chipsatzhersteller wie TSMC, Samsung, Intel usw. verwenden in ihren Herstellungsprozessen Nanometereinheiten. Dies gibt an, wie viele Transistoren sich im Prozessor befinden.
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Warum weniger nm besser ist
Prozessoren bestehen aus Milliarden von Transistoren und sind in einem einzigen Chip untergebracht. Je kleiner der Abstand zwischen Transistoren (ausgedrückt in nm) ist, desto besser passen sie in einen bestimmten Raum. Dadurch verkürzt sich die Distanz, die die Elektronen zurücklegen, um Arbeit zu verrichten. Dies führt zu einer schnelleren Rechenleistung, weniger Stromverbrauch, weniger Erwärmung und einer kleineren Größe der Matrix selbst, was letztendlich paradoxerweise die Kosten senkt.
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Es ist jedoch zu beachten, dass es keinen allgemeingültigen Standard für die Berechnung eines Nanometerwerts gibt. Daher berechnen ihn verschiedene Prozessorhersteller auch unterschiedlich. Das bedeutet, dass die 10 nm von TSMC nicht den 10 nm von Intel und den 10 nm von Samsung entsprechen. Aus diesem Grund ist die Bestimmung der nm-Anzahl gewissermaßen nur eine Marketingzahl.
Die Gegenwart und die Zukunft
Apple verwendet den A13 Bionic-Chip in seiner iPhone 3-Serie, dem iPhone SE der 6. Generation, aber auch dem iPad mini der 15. Generation, der wie der im Pixel 5 verwendete Google Tensor im 6-nm-Verfahren hergestellt wird. Ihr direkter Konkurrent ist Qualcomms Snapdragon 8 Gen 1, das in einem 4-nm-Verfahren hergestellt wird, und dann gibt es noch Samsungs Exynos 2200, das ebenfalls in 4 nm gefertigt ist. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass es neben der Nanometerzahl noch weitere Faktoren gibt, die die Leistung des Geräts beeinflussen, wie beispielsweise die Größe des RAM-Speichers, die verwendete Grafikeinheit, die Speichergeschwindigkeit usw.
Es wird erwartet, dass auch der diesjährige A16 Bionic, der das Herzstück des iPhone 14 bilden wird, im 4-nm-Verfahren hergestellt wird. Die kommerzielle Massenproduktion im 3-nm-Verfahren soll erst im Herbst dieses Jahres oder Anfang nächsten Jahres beginnen. Logischerweise folgt dann der von IBM bereits angekündigte 2-nm-Prozess, der eine um 45 % höhere Leistung und einen um 75 % geringeren Stromverbrauch als das 7-nm-Design bietet. Doch die Ankündigung bedeutet noch keine Massenproduktion.
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Eine weitere Entwicklung des Chips könnte die Photonik sein, bei der sich anstelle von Elektronen, die sich entlang von Siliziumpfaden bewegen, kleine Lichtpakete (Photonen) bewegen, was die Geschwindigkeit erhöht und natürlich den Energieverbrauch dämpft. Aber im Moment ist es nur die Musik der Zukunft. Denn heute rüsten die Hersteller ihre Geräte oft selbst mit so leistungsstarken Prozessoren aus, dass sie nicht einmal deren volles Potenzial ausschöpfen können und ihre Leistung teilweise auch durch diverse Softwareschleifen bändigen.
