Halbleiterbauelemente können zwar sehr lange zuverlässig funktionieren, aber nichts ist von Dauer. Bei manchen Chips ist klar, dass sie verschleißen: etwa NAND-Flash-Speicher in SSDs, USB-Sticks und Kamera-Speicherkarten oder auch LEDs in Leuchtmitteln. Doch auch Prozessoren altern. Sie sind üblicherweise jedoch so ausgelegt, dass sie länger durchhalten als sich das damit bestückte Gerät sinnvoll nutzen lässt.

Logikchips wie CPUs und GPUs sind empfindlich gegen Überspannungen, etwa elektrostatische Entladungen (ESD). Außerdem müssen ihre Gehäuse etwa für Beanspruchung durch Temperaturwechsel ausgelegt sein. Aber es gibt auch Effekte wie Elektromigration und Hot Carrier Injection, die dazu führen, dass der Chip nach einer Weile seine Arbeitsweise verändert oder ausfällt.

Über das komplexe Thema Chip-Alterung sprechen die c’t-Redakteure Carsten Spille und Christof Windeck in Folge 2023/16 von "Bit-Rauschen, der Prozessor-Podcast von c’t".

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Der Intel-Mitgründer Gordon Moore beschrieb 1965 in seinem berühmt gewordenen „Gesetz“ grob gesagt, dass sich die Anzahl der Transistoren pro Chip etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Hintergrund sind die mit jeder neuen Generation von Halbleiterfertigungsverfahren weiter verkleinerten Strukturen. Jahrzehntelang galt „Moore’s Law“ als Grundgesetz der Halbleiterbranche und ließ sich auch annähernd umsetzen.

Doch seit geraumer Zeit melden sich Zweifler, die das Moore’sche Gesetz als überholt einschätzen. Denn längst bringen kleinere Strukturen für sich genommen nur unzureichende Verbesserungen. Andere Experten sprechen hingegen etwa von „More than Moore“, denn tatsächlich werden Chips mit jeder Generation durchaus immer besser.

Wie es ums Moore’sche Gesetzt steht, welche zusätzlichen Tricks zur Optimierung von Chips und Transistoren zum Einsatz kommen und wie es etwa mit Nanosheets und 3D-Stacking weitergeht, diskutieren c’t-Redakteur Christof Windeck und Mark Mantel von heise online in Folge 2023/15 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Europa ist in den vergangenen Jahrzehnten bei der Chipfertigung weit zurückgefallen. Das will die EU mit viel Steuergeld ändern: Für den Bau von zwei sogenannten „Fabs“ bei Magdeburg hat Intel angeblich 9,9 Milliarden Euro an Subventionen ausgehandelt. Das entspricht rund 30 Prozent der Investitionssumme, die 30 Milliarden Euro beträgt – und laut Kritikern etwa 1 Million Euro pro künftigem Intel-Arbeitsplatz in Magdeburg.

Zehn Milliarden Euro sind zweifelsohne viel Geld – aber was wären die Alternativen? Darüber sprechen Mark Mantel, Florian Müssig und Christof Windeck von heise online und c’t in Folge 2023/14 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Fast alle im Einzelhandel verkauften PC-Mainboards bieten Funktionen zum Übertakten. Viele Speichermodule schaffen ihre beworbene Geschwindigkeit erst bei höheren Spannungen, als die jeweilige Spezifikation eigentlich vorsieht. Sogar die CPU-Hersteller AMD und Intel verwischen die Grenzen zwischen Overclocking und normalem Betrieb. Man könnte also meinen, Übertakten sei unproblematisch.

Doch kürzlich stellten einige Besitzer von AMD-Ryzen-Systemen mit Entsetzen fest, dass ihre Rechner ausfielen – vermeintlich ohne dass sie übertaktet waren. Hintergrund war eine Fehlfunktion zum automatischen Übertakten des RAM mit „EXPO“-Profilen. Und mancher übertaktete Prozessor läuft mangels ausreichender Kühlung langsamer als mit Standard-Taktfrequenz.

Beim Übertakten lauern also weiterhin Risiken und Nebenwirkungen. Welche das sind, beschreibt c’t-Redakteur Christian Hirsch seinem Kollegen Christof Windeck in Folge 2023/13 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Eigentlich befindet sich der PC-Markt im Formtief, doch Aussteller und Besucher der taiwanischen Computermesse Computex gaben sich optimistisch. Mit rund 1100 Ausstellern und mehr als 47.000 Besuchern ist die Computex nach der traditionell im Januar in Las Vegas veranstalteten CES das zweitgrößte globale IT-Event.

Auch in Taipeh stand die KI im Vordergrund, verkörpert in der Person von Nvidia-Chef Jensen Huang: Er stammt aus Taiwan und der Börsenwert seiner Firma kratzt an der 1-Billion-Dollar-Grenze. Dabei geht es aber vor allem um KI für Rechenzentren.

KI-Beschleuniger ziehen aber auch in kommende Notebooks mit Prozessoren von AMD und Intel ein. Außerdem spielten auf der Computex 2023 auch neue Mittelklasse-Grafikkarten eine Rolle. Wie immer gibts neue Komponenten wie Mainboards, Prozessoren, SSDs und Netzteile.

Über die Trends der Computex sprechen heise-online-Redakteur Mark Mantel und Christof Windeck von c’t in Folge 2023/12 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Viele Halbleiterbauelemente wie Prozessoren und Grafikprozessoren enthalten mehr als einen einzigen Siilziumchip. Stattdessen bestehen sie aus mehreren einzelnen „Chiplets“, die in einem gemeinsamen Gehäuse (Package) beziehungsweise auf demselben Trägerplatinchen sitzen (dem sogenannten Die Carrier).

Welche Vorteile Chiplets bringen, erläutert c’t-Redakteur Florian Müssig im Gespräch mit Christof Windeck in Folge 2023/11 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Algorithmen für Künstliche Intelligenz (KI) sind letztlich bloß Software und deshalb läuft KI-Code im Prinzip auch auf Allzweckprozessoren mit ARM- oder x86-Technik. Wieso werden dann haufenweise KI-Spezialchips entwickelt? Diese Frage besprechen c’t-Redakteur Christof Windeck und Mark Mantel von heise online in Folge 2023/10 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

Bei KI-Hardware geht es nämlich nicht immer um Beschleunigung, sondern oft eher um Ermöglichung, weil etwa ein Mikrocontroller sonst nicht schnell genug wäre. Aber es gibt auch superstarke KI-Beschleuniger für Rechenzentren. Vor allem sind viele KI-Chips beim Verarbeiten von KI-Algorithmen schlichtweg effizienter als andere Allzweckprozessoren oder sie sind für bestimmte Aufgaben nach Maß geschneidert.

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CPU, Grafikkarte, RAM und SSD: Auf diese Komponenten achten viele PC-Käufer. Es kommt aber auch auf das Mainboard an, wenn der Rechner möglichst schnell, effizient, sicher und leise arbeiten soll. Denn die auch Motherboard oder Systemboard genannte Hauptplatine verbindet sämtliche PC-Bauteile und stellt die leistungsfähigsten Schnittstellen und Anschlüsse bereit: PCI Express (PCIe), USB, SATA, manchmal auch Thunderbolt. Sound- und Netzwerkchips sind meistens ebenfalls an Board.

Zentrales Bauelement jedes PC-Mainboard ist der Chipsatz, der heutzutage stets vom gleichen Hersteller wie der Prozessor kommt, also von AMD oder Intel. Doch trotz identischem Chipsatztyp gibt es zwischen verschiedenen Mainboards erhebliche Unterschiede.

Welche das sind, diskutieren die c’t-Redakteure Chistian Hirsch und Christof Windeck in Folge 2023/9 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Im Dezember 2020 packte die Europäische Union die Chip-Bazooka aus: 43 Milliarden Euro Subventionen sollen den Aufbau einer leistungsfähigen Halbleiterbranche fördern. Nun haben wir 2023 und der „EU Chips Act“ ist noch immer nicht beschlossen. Das US-Vorbild, der Chips Act, trägt schon mehr Früchte – und auch Taiwan, Südkorea, China und Japan schaufeln Milliarden in Chip-Fabs.

Wie ist die aktuelle Situation der deutschen und europäischen Chiphersteller? Immerhin sitzt mit Infineon eine der zehn größten Chipfirmen der Welt in Deutschland, in Dresden und Irland stehen große Fabs von Globalfoundries und Intel. Intel plant eine Riesen-Fab in Magdeburg und auch Infineon, Bosch, Vishay, Wolfspeed bauen neue Fabs. Laut Spekulationen kommt sogar die weltweit führende Chipschmiede (Foundry) TSMC nach Dresden.

Über die aktuelle Situation der hiesigen Chipfirmen und die bisher bekannten Pläne sprechen heise-online-Redakteur Mark Mantel und Christof Windeck von c’t in Folge 2023/8 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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Aktuelle Festplatten fassen bis zu 22 Terabyte (TByte), also 22 Billionen Byte an Daten. Die Kapazität der Laufwerke soll durch neue Technik stark anwachsen. Dank Heliumfüllung passen in moderne Platten bis zu 10 Scheiben, bald könnten es 11 werden.

Aber auch die Speicherkapazität der einzelnen Scheiben (Platters) muss steigen. Dazu werden die einzelnen Datenspuren noch schmaler und die einzelnen magnetisierbaren Partikel schrumpfen weiter. Doch um ein Bit zu schreiben, muss der Schreibkopf genug Energie übertragen können, während die winzigen Partikel mit 120 Stundenkilometern an ihm vorbeirasen. Dazu erfinden die drei noch produzierenden Festplattenfirmen Seagate, Western Digital (WD) und Toshiba immer aufwendigere Methoden.

Einige Hard Disk Drives (HDDs) nutzen bereits Verfahren wie „Flux-Controlled Microwave-Assisted Magnetic Recording“ mit dem kryptischen Akronym FC-MAMR. Später geplant sind Techniken wie HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording).

Über die faszinierenden Innovationen für magnetische Speichermedien sprechen die c’t-Redakteure Lutz Labs und Christof Windeck in Folge 2023/7 von „Bit-Rauschen: Der Prozessor-Podcast von c’t“.

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