Was hat es mit dem Sandy-Bridge-Nachfolger auf sich?

Bereits im Jahr 2002 war Intel klar, dass sich Prozessoren nicht unendlich verkleinern lassen. Die Verkleinerung wäre aber notwendig, um Prozessoren weiter zu beschleunigen. Also forschte Intel rund neun Jahre an einer neuen Art von Transistoren.

Ziel war es, die Transistoren nicht – wie bisher – flach auf dem Die des Prozessors unterzubringen, sondern hochkant. Die neuen Transistoren nennt Intel Tri Gate. Sie werden erstmals in CPUs auf Basis von Ivy Bridge zum Einsatz kommen, dem Nachfolger von Sandy Bridge.

Stellen Sie sich einen Transistor als längliches, breites, aber eher flaches Objekt vor, ähnlich wie ein Buch. Wenn Sie mehrere Bücher flach nebeneinander auf einen Tisch legen, dann ist dieser Tisch recht schnell voll. Wenn Sie die Bücher aber nicht flach hinlegen, sondern hochkant stellen, dann passen erheblich mehr Bücher auf den Tisch. Dies macht sich Intel mit den Tri-Gate-Transistoren zunutze.

Ein Transistor ist einem Lichtschalter sehr ähnlich. Während ein Lichtschalter mechanisch funktioniert, schaltet ein Transistor aber elektrisch. Zudem ist der Transistor um ein Vielfaches kleiner. Intels Sandy-Bridge-Prozessoren werden etwa im 32-Nanometer-Prozess gefertigt. Ein Transistor einer CPU ist also nicht größer als 32 Nanometer, das sind 32/1.000.000 Millimeter.

Wie ein Lichtschalter kennt der Transistor zwei Zustände: an und aus. Diese beiden Zustände werden binär mit den Zahlen 1 und 0 dargestellt. Verbindet man mehrere Transistoren miteinander, dann ergibt dies eine beliebige Kombination aus Einsen und Nullen.

Wenn man beispielsweise vier Transistoren miteinander verbindet, dann kann jeder der Transistoren zwei Zustände annehmen. Das ergibt 2*2*2*2 Kombinationen, also 16. Je nachdem wie die Transistoren geschaltet sind, lassen sich also 16 verschiedene Zahlen darstellen. Jeder weitere hinzugefügte Transistor erhöht die möglichen Kombinationen um den Faktor 2. So ergeben fünf Transistoren bereits 32 Kombinationen, acht schon 256 und 32 Transistoren 4,3 Milliarden Kombinationen.

Je nachdem wie verschiedene Gruppen von Transistoren verbunden werden, lassen sich dann Berechnungen und Vergleiche durchführen. Die vier CPU-Kerne eines Sandy-Bridge-Prozessors von Intel bestehen zusammengenommen aus 995 Millionen Transistoren und der enthaltene Grafikprozessor aus weiteren 114 Millionen Transistoren.