Bits & Bytes
Ein Bit (kurz für Binärziffer) = kleinste Informationseinheit in einem Rechner. Das Bit kann den Wert „0“ oder „1“ haben – nichts anderes. Durch das Aneinanderreihen von Bits kann jede beliebige Information (Bild, Farbe; Ton, Wort, etc.) dargestellt werden.
Maßeinheiten für die Rechenleistung
Taktfrequenz
Wie schnell kann ein Prozessor rechnen, also Bits und Bytes bearbeiten? Dies wird gemessen in Megahertz/ Gigahertz: 400 Megahertz sind 400 Millionen Arbeitsschritte pro Sekunde – dies ist die Taktfrequenz.
Tausend Arbeitsschritte pro Sekunde sind ein Kilohertz (kHz), 1000 kHz sind ein MHz und 1000 MHz sind ein Gigahertz (GHz) = eine Milliarde Arbeitsschritte pro Sekunde.
Transistoren
Transistoren sind elektrische Schalter: sind sie an, fließt Strom, sind sie aus, fließt er nicht. Das repräsentiert das binäre Zahlensystem in der Computerwelt: alles (Bilder, Töne, Zahlen, Befehle, etc.) wird umgerechnet in Kombinationen aus 0 und 1.
Unter anderem sind zwei Faktoren wichtig für die Geschwindigkeit einer CPU: die Zahl der Transistoren auf einem Chip und die Fähigkeit der Transistoren, schnell zu schalten:
|
erster Intel® Prozessor i4004
|
schnellster verfügbarer Intel® Pentium® 4*
|
|
2300 Transistoren
|
55 Millionen Transistoren
|
|
0,108 MHz (108 kHz)
|
2500 MHz (2,53 GHz)
|
|
|
|
Stand: Juli 2002
Das „Sojourner“ Marsfahrzeug der NASA wurde von einem Chip gesteuert mit 6.500 Transistoren.
Die Transistoren der Zukunft ...
... hat Intel bereits in seinen Labors erfolgreich entwickelt; ab 2007 sollen sie in Massenproduktion gehen;
... schalten 1.000x schneller als heutige: rund 1,5 Billion Mal/ Sekunde - ein Mensch würde 25.000 Jahre benötigen, um einen Lichtschalter ähnlich oft zu schalten. Selbst wenn man täglich eine Million Euro ausgeben könnte, würde es rund dreitausend Jahre dauern, um eine Billion Euro auszugeben;
... ermöglichen Mikroprozessoren mit 20 GHz – diese CPUs können in der Zeit eines Wimpernschlages (1/50 Sekunde) rund eine Milliarde Berechnungen ausführen;
... sind so klein, dass 200.000 von ihnen übereinander 1 cm Höhe ergeben;
... sind 4x größer als ein Atom, aber 10.000x kleiner als ein menschliches Haar;
... sind so klein, dass in Zukunft ( ab 2006 oder 2007) einer Milliarde davon auf einen einzelnen Chip passen werden, ohne dass die Chipfläche (entspricht der Größe des Fingernagel des kleinen Fingers) größer würde – heute sind 55 Millionen Transistoren auf einer CPU von Intel.
Im Wesentlichen bestehen Mikroprozessoren aus Schaltern (Transistoren) und Verbin¬dungen zwischen diesen Schaltern (Leiterbahnen) – dies ist vergleichbar mit einem Straßennetz, auf dem die Leiterbahnen die Straßen darstellen, die Transistoren die Ampeln, die den Fluss des Verkehrs (elektrischer Strom) regeln.
Diese „Straßenkarte“ findet sich auf jedem einzelnen Mikroprozessor, der die ungefähre Größe des kleinen Fingernagels hat. Ein einzelner Pentium® 4 Prozessor hat 55 Millio¬nen Transistoren (Ampeln) und Leiterbahnen (Straßen) mit einer Länge von insgesamt drei Kilometern.
Schaltkreise und Transistoren werden per Belichtung (Lithographie) auf Silizium aufgebracht. Intel kann heute Strukturen herstellen, die 70 Nanometer klein sind – eine vergleichbare Herausforderung wäre, vom Space Shuttle aus ein Bild mit der Größe einer Briefmarke auf eine exakt festgelegte Stelle der Erdoberfläche zu drucken. Im Jahr 1989 brachte Intel eine CPU mit 25 MHz auf den Markt - es dauerte drei Jahre bis diese Geschwindigkeit verdoppelt werden konnte (50MHz). Heute kann Intel die Prozessor-Leistung jede Woche um 25 MHz erhöhen und in weniger als fünf Jahren werden es 25 MHz pro Tag sein.
|
Maßeinheit für Groß
|
deutsch
|
englisch
|
|
Tera (T)
|
1 000 000 000 000 = 1012
(eintausend x eintausend Mio.) = Billion
|
Trillion
|
|
Giga (G)
|
1 000 000 000 = 109
(eintaused Millionen) = Milliarde
|
Billion
|
|
Mega (M)
|
1 000 000 = 106 = Million
|
Million
|
|
Kilo (k)
|
1 000 = 103 = Tausend
|
Thousand
|
|
|
|
|
Masseinheiten für Klein
|
deutsch
|
Englisch
|
|
Milli (m)
|
0,001 = 103 = ein Tausendstel
|
Thousandth
|
|
Micro (µ)
|
0,000 001 = 106 = ein Millionstel
|
Millionth
|
|
Nano (n)
|
0,000 000 001 = 109 = ein = ein Milliardstel
|
Billionth
|
|
Pico (p)
|
0,000 000 000 001 = 1012 = ein Billionstel
|
Trillionth
|
|
|
|
Intel ist der größte Halbleiterhersteller der Welt und zählt zu den international führenden Unternehmen mit Produkten für Informationstechnologie, Netzwerke und Kommunikation.
