Rechenleistung: Eine Ära geht zu Ende

In den letzten 50 Jahren hat sich die Rechenleistung von Computern durchschnittlich alle 24 Monate verdoppelt. In weiser Voraussicht hat dies der Co-Founder von Intel festgehalten. Das sogenannte ‚Moore’s Law‘ gilt als selbsterfüllende Prophezeiung und als kluge PR von Intel. (vgl. auch Artikel vom Februar 2016). Nun wurde das Gesetz zum ersten Mal nicht mehr eingehalten. Was hat dies zu bedeuten?

Es gibt heute Prozessoren, die einen Durchmesser von lediglich 100 Atomen haben. Logischerweise ist die physische Entwicklung von Kleiner-ist-Besser dadurch limitiert und führt zu wirtschaftlich schwer tragbaren Entwicklungskosten. Trotz aller Innovationen ist die Verkleinerung von Prozessoren eine äusserst kostspielige Investition. Dies führte u.a. dazu, dass die Geschwindigkeit von Prozessoren seit einiger Zeit nicht mehr gesteigert werden konnte.

Intel

Die Ära der Voraussage von Moore ist faktisch beendet. Daraus ergibt sich die 100 Dollar Frage: Wie werden sich unsere Computer in den nächsten 10 Jahren weiterentwickeln?

Chiphersteller wie Samsung entwickeln neue Konzepte, um die Transistoren noch kleiner zu machen (Stichwort finFET). 5 Nanometer sollen demnach bis 2020 erreichbar sein. Danach braucht es radikalere Methoden, um weitere Leistungssteigerungen erzielen zu können. Auf welche Entwicklungen lohnt es sich zu schauen?

Es gibt exotische Ansätze, dass durch die Quantenmechanik die Effizienz von Prozessoren nochmals um ein Vielfaches gesteigert werden kann. Andere Forscher versuchen, ein Hirn biologisch nachzubauen um damit reale Rechenleistung zu erzielen. Vielversprechend erscheinen mir Ansätze von hoher Vernetzung (auch Schwarmintelligenz), welche durch das IoT die Rechenleistungen potenzieren will. Es gilt, die besten Projekte im Auge zu behalten.

Einen umfangreicher Artikel zum Ende vom Moor’schen Gesetz findet sich im Economist.

5G Mobilfunk

Mit der nächsten Mobilfunk Generation 5G sind Übertragungsraten von bis zu 10’000 MBits/s möglich. Zum Vergleich: Als schnell gelten heute Glasfaserverbindungen mit 1’000 MBits/s. Das neue Netz wird damit 10x schneller sein. Dieser nächste Schritt wird für die Nutzung des mobilen Internets und die Möglichkeiten des IoT wichtige Türen öffnen. Doch wo steht die Schweiz?

Die Einführung von 5G in der Schweiz ist ab 2020 geplant. So hält es jedenfalls die Swisscom fest. Dieser Zeitplan ist im internationalen Vergleich vertretbar. In der koreanischen Wiege von 5G geht man von einer Kommerzialisierung bis 2020 aus. Das europäische Netzwerk rechnet mit einer Einführung ab 2020. Günther Öttinger, der quasi CIO der EU, engagiert sich umfassend für eine moderne Infrastruktur.

An dieser Stelle muss man sich mit dem Regulator in der Schweiz befassen. Komplizierte Bewilligungsverfahren und einschränkende Auflagen bedrohen eine zeitnahe Einführung von neuen Mobilfunkstandards. Zudem scheint die aktuelle Revision des Fernmeldegesetzes (FMG) wenig förderliches zu enthalten, um den Wettbewerb im Ausbau der Kommunikationsnetze zu fördern. Interessanterweise werden mit dieser Revision nur die Kupferleitungen reguliert. Glasfaser und Mobilfunk bleiben vorerst unreguliert und werden in einem zweiten Schritt angepasst.

Es besteht die konkrete Gefahr, dass die politische Debatte dazu führt, dass wir den Anschluss verpassen. Dies ist aus folgenden Gründen ein Risiko:

  • Mobiles Internet ist zentral: Bereits heute finden 80% der Internetzugriffe über mobile Geräte statt – der Mobilfunk ist das Rückgrat!
  • Hinterfragung der Infrastruktur: Ein leistungsfähiges 5G wird eine direkte Konkurrenz zum Kupfer- und Glasfaserkabel – wo also in den nächsten vier Jahren investieren?

Wir haben noch zwei FMG Revisionen vor uns, während der Rest der Welt sich auf die Einführung von 5G vorbereitet. Verfolgen kann man diese globale Debatte am kommenden Mobile World Congress in Barcelona. Wir müssen dranbleiben!

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Crispr: Eine Zukunft ohne Krankheiten

Forschenden ist es gelungen, einen einfachen Schutzmechanismus von Zellen so umzuprogrammieren, dass damit gezielt DNA-Sequenzen verändert werden können. Die Methode nennt sich etwas umständlich Crispr/Cas9 und ist im eigentlichen Sinne genetische Chirurgie. Damit können präzise Eingriffe an bestimmten Sequenzen der DNA kostengünstig und mit hohen Erfolgsaussichten verändert werden. Vereinfacht gesagt bedient sich Crispr einer Suchen & Ersetzen Funktion, um unerwünschtes mit einer erwünschten Alternative zu ersetzen. Krebs raus, Wohlbefinden rein.

Unter gewissen Voraussetzungen wirken diese Eingriffe nachhaltig. Nämlich so, dass die Veränderungen in der DNA-Sequenz an die nächste Generation vererbt werden.

Was aber, wenn die Methode eingesetzt wird um Parkinson oder Stoffwechselkrankheiten zu eliminieren? Bevor es soweit ist, werden wir uns einer anspruchsvollen Diskussion stellen müssen. Es gilt gesellschaftlich und politisch zu klären, unter welchen Voraussetzungen das Skalpell an menschlichen, tierischen und pflanzlichen Genomen angesetzt werden darf.

Eine führende Rolle in der Entwicklung und der Diskussion über Gen-Editierung nimmt Jennifer Doudna von der Universität Berkeley ein. Deren Blog „Innovative Genomics Initiative“ gilt es im Auge zu behalten. Das wird der Ort sein, wo in den nächsten Jahren ein Nobelpreis verkündet werden kann.

Nebenbei: Wie wird die Pharamindustrie auf eine skizzierte Zukunft ohne Krankheiten reagieren?