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© IC Insights Elektronikproduktion | 10 März 2020

Zahl der Transistoren pro Chip nimmt weiter deutlich zu

Das sogenannte Mooresche Gesetz bleibe der wichtigste Maßstab, an dem die IC-Branche ihre technologische Leistung und ihren Fortschritt misst. Es besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren pro Chip alle zwei Jahre verdoppelt, berichtet IC Insights.

Das Gesetz bezieht sich auf die Wachstumsrate der Komponenten pro Chip, aber es werde manchmal auch verallgemeinert, um das exponentielle Wachstum der Rechenleistung zu beschreiben, das mit jeder neuen Generation von ICs erreicht wird. Faktoren wie der Stromverbrauch und die Herausforderungen im Zusammenhang mit den Skalierungsbeschränkungen hätten die Transistor-Wachstumsraten einiger IC-Produkte in den vergangenen 10 bis 15 Jahren reduziert, berichtet IC Insights. Beispielsweise sei die Anzahl der DRAM-Transistoren in den frühen 2000er Jahren um durchschnittlich etwa 45 Prozent pro Jahr gestiegen, verlangsamte sich jedoch bis zur 16-Gb-Generation, die 2016 erschien, auf etwa 20 Prozent. Samsung begann Ende 2016 mit der Massenproduktion von Single-Chip-DRAM-Bausteinen der 16-Gb-Generation. Ein Jahr zuvor hatte Samsung mit der Massenproduktion von 12-Gb-DRAM-Chips und ein Jahr zuvor mit der Produktion von 8-Gb-Bausteinen begonnen. Das jährliche Wachstum der Flash-Speicherdichten blieb bis etwa 2012 bei 55 bis 60 Prozent pro Jahr, liegt aber seitdem bei etwa 30 bis 35 Prozent pro Jahr. Bei konventionellem 2D-Planar-NAND-Flash lag die höchste Dichte auf einem einzigen Chip im Januar 2020 bei 128 Gb. Die maximale Dichte für einen 3D-NAND-Chip beträgt derzeit 1,33 TB für ein 96-Schicht-Quad-Level-Cell (QLC)-Gerät. QLC in Kombination mit der neuen 96-Schicht-Technologie sollte es ermöglichen, dass 3D-NAND 2020 eine Dichte von 1,5 TB erreichen kann, wobei die 128-Schicht-Technologie zu 2 TB-Chips hinführt. Die Anzahl der Transistoren in Intels PC-Mikroprozessoren stieg bis 2010 um etwa 40 Prozent pro Jahr, aber die Zahl ist in den folgenden Jahren auf die Hälfte gefallen. Der Anstieg der Transistorzahlen bei den Server-MPUs des Unternehmens wurde Mitte bis Ende 2000 unterbrochen, begann dann aber wieder mit einer Wachstumsrate von etwa 25 Prozent pro Jahr. Intel veröffentlicht seit 2017 keine Einzelheiten mehr über die Anzahl der Transistoren. Die Anzahl der Transistoren für die Anwendungsprozessoren der A-Serie von Apple, die in den iPhones und iPads verwendet werden, ist seit 2013 jährlich um 43 Prozent gestiegen. Zu dieser Zahl gehört auch der A13-Prozessor mit seinen 8,5 Milliarden Transistoren. Es wird erwartet, dass Apple in der ersten Hälfte des Jahres 2020 ein iPad Pro auf der Basis eines neuen A13X-Prozessors vorstellen wird. High-End-GPUs von Nvidia haben extrem hohe Transistorzahlen. Einige der neuesten GPUs von Nvidia sind neuronale Netzwerkprozessoreinheiten (NPUs), die speziell für KI und maschinelles Lernen entwickelt wurden.
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2020.09.28 14:54 V18.10.14-2