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Das ABC des Macintosh: D wie Digital

19.05.2008 | 11:22 Uhr |

Digital Subscriber Line (DSL), Digital Single-Lense Reflex (DSLR), Digital überall: Dabei ist die Landschaft Digitaliens mit ihren Nullen und Einsen an sich recht fad. Die Zukunft besteht in der Parallelität.

Eine fundamentale Regel gilt im Digitalzeitalter auch noch nach über 40 Jahren: Das Moore’sche Gesetz. Aufgestellt vom Intel-Mitbegründer Gordon Moore besagt es, dass sich alle 18 Monate die Anzahl der Schaltkreise auf einem Chip gegebener Fläche verdoppelt. Die Regel ist aber kein Naturgesetz, irgendwann müssten der Theorie zufolge die Strukturen auf Prozessoren im atomaren Maßstab sein. Schon in wenigen Jahren wird eine Grenze erreicht sein, bei der die Ladungen in einzelnen Transistoren so dicht aneinander liegen, dass Quanteneffekte das Verhalten der Schaltkreise bestimmen. In aktuelle Macs verbaute Chips sind im 45-Nanometer-Verfahren gefertigt, das heißt ein einzelner Transistor ist nur 45 millionstel Millimeter breit und lang. Zum Vergleich: Das sichtbare Licht hat Wellenlängen zwischen 380 und 780 Nanometer, Leiterbahnen per Laser in einen Siliconwafer zu ätzen ist nur noch mit optischen Tricks möglich. Das Ende der Miniaturisierung, des Moore’schen Gesetzes und des Digitalzeitalters ist somit nah. Wie jetzt, Ende des Digitalzeitalters?

"Digital" bedeutet schließlich nichts weiter als dass ein heute gebräuchlicher Transistor nur zwei Zustände kennt, "an" und "aus" oder "1" und "0". Insofern ist das recht primitiv, was in den Herzen unserer Computer arbeitet und nicht viel mehr als Morsecode, der nur "lang" und "kurz" kennt. Allein die Masse an Schaltkreisen und ihre hohen Geschwindigkeiten macht es. Wenn die natürliche Grenze erreicht ist, könnte sich das Tor zum Quantencomputer öffnen. In der Theorie spricht man dann nicht mehr Bits, also Informationseinheiten, die nur "0" und "1" kennen, sondern von Qubits. Während etwa 8 Bit, also ein Byte, 256 Informationen codieren kann, stellt ein Qubit in der Theorie 2^256 Informationen dar. In der Praxis sind diese Informationen zwar weder zu codieren noch auszulesen, doch versprechen einige Quantenalgorithmen bereits, Rechnungen vieler Art echt gleichzeitig durchführen zu können. Gleichwohl ist der Weg zum Quantencomputer noch so weit, dass zunächst das Moore’sche Gesetz seine Gültigkeit verlieren wird.

Das kann nicht mehr lang dauern, erste Effekte der Begrenztheit heutiger Digitaltechnologie spüren Fotografen schon heute. Als um die Jahrhundertwende die Digitalkamera ihren unaufhörlichen Siegeszug begann, war die Anzahl der Bildzellen auf den CCDs (Charged Coupled Device) gewiss ein Verkaufsargument, 2-Megapixel-Knippsen mit ansonsten gleicher Ausstattung machten bessere weil höher auflösende Bilder als Kompaktkameras mit lediglich einer Million Pixel. Mittlerweile stellen wir aber fest , dass bei den typischen Gehäusegrößen von Digitalkameras es keine Verbesserung bringt, quetscht man 12 Millionen Pixel auf eine Fläche, auf die allenfalls 10 Millionen Bildzellen passen. Ganz im Gegenteil: Das Bildrauschen wird stärker, weil sich die einzelnen lichtempfindlichen Strukturen auf dem Chip nicht mehr sauber genug trennen lassen. Kompaktkameras mit sieben bis zehn Megapixeln sind vollkommen ausreichend, lediglich bei Spiegelreflexkameras kann es noch etwas mehr sein, da hat man mehr Platz. Bald werden Vollformat-Sensoren gang und gäbe sein, die den Maßen analoger Kleinbilddias entsprechen.

Das Ende der digitalen Zeiten ist also noch lange nicht gekommen, nur wird man sich allmählich von einfachen Weltbildern verabschieden müssen, etwa dem Trugschluss des "Mehr hilft mehr". Obwohl: Dort, wo herkömmliche Beschleunigungsmaßnahmen wie eine höhere Taktrate oder kürze Leiterbahnen versagen, behilft sich die Industrie anderweitig: Das Rennen um mehr Gighertz hat an Dynamik verloren, in der derzeitigen Phase des digitalen Zeitalters zählt die größere Anzahl an Prozessorkernen. Man kann davon ausgehen, dass sich diese noch eine ganze Weile nach dem Moor’schen Gesetz richten wird, schon nächstes Jahr könnte es den ersten Mac Pro mit 16 Kernen statt bisher mit 8 geben.

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