Rechenleistung der Zukunft

In Zukunft haben Rechnerchip mehr als 1.000 Prozessorkerne. Mit der Rechenleistung werden sich bei den neuen Vielkern-Prozessoren auch die Herausforderungen vervielfachen.

Eine immer grössere Zahl an gleichzeitigen Rechenoperationen ist in Supercomputern heute schon Alltag. Auf handelsüblichen Computern sind es heute lediglich bis zu acht Kerne, die parallel arbeiten. Auch in der Rechnertechnologie von Smartphones, Tablet-PCs und auch im Automobil ist diese hohe Rechenleistung immer mehr gefragt. Eine grosse Herausforderungen, an die Forscher, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).

Nach Meinung der Experten werden in Zukunft auf einem Chip mehr als 1.000 Prozessorkerne sein. Mit der Rechenleistung werden sich bei den neuen Vielkern-Prozessoren auch die Herausforderungen vervielfachen. Der Zuwachs an Rechenleistung durch viele Prozessoren bringt eine weitere Herausforderung mit sich: immer höheren Energieverbrauch. Mehr Prozessoren fressen mehr Strom und sie erhitzen sich stärker. Das heisst, sie brauchen Kühlung oder können gar nicht alle gleichzeitig betrieben werden, was den Nutzen so vieler Kerne wiederum einschränkt. Rechenzentren, wie das Leibniz-Rechenzentrum in München, hat jährliche Stromkosten in Millionenhöhe. Aber auch im kleineren Massstab steht ein geringer Energieverbrauch immer weiter oben auf der Prioritätenliste. Waren es früher die Hardwarekosten, die die Anzahl an Prozessoren auf einem Chip limitierten, sind es heute die Stromkosten.

Um hier Abhilfe zu schaffen, arbeiten Wissenschaftler beispielswiese an Algorithmen, die intelligent die Rechenkapazität nutzen und Operationen von einem Teil des Chips in einen anderen verlagern, der gerade nichts zu tun hat – und dem damit die Gelegenheit geben, sich abzukühlen. Gelingt es, die Hitzeentwicklung auf dem Chip einzudämmen, wird die Hardware auch sicherer und zuverlässiger – sie altert weniger schnell und fällt seltener aus. Gerade in den Automobilen und der Luftfahrt besteht eine hohe Verlässlichkeitsanforderung.