Kommentar Software-definierte Hardware: Endlich am Ziel?

Heinz Arnold, Chefredakteuer Markt & Technik

Visionen sind großartig – aber ohne Technik nichts wert. Denn wie lassen sich die schönsten Visionen umsetzen, wenn die technischen Mittel unzureichend sind? Von einer Reise zum Mond träumten viele, von Johannes Kepler über Jules Verne bis Hermann Oberth.

Aber erst Werner von Braun war es vergönnt, in einer Zeit zu leben, in der die Technik reif war, diese Vision umzusetzen. Das Mondlandeprogramm (und die Entwicklung der nicht der Wissenschaft dienenden Raketen) gaben wiederum der Elektronik mächtigen Schub.
Wer sich die Halbleiter von damals anschaut, kann mit dem Wissen von heute nur lächeln – aber schon damals kursierte die Vision, komplexe ICs zu entwickeln, ja sogar so etwas wie einen Computer auf einem Chip. Mit komplexen Prozessoren hatte sich der Traum dann auch erfüllt.

In der zweiten Hälfte der 90er Jahre schien es soweit, dass eine weitere Vision umgesetzt werden könnte: ICs, die sich selbst auf die jeweils bevorstehende Aufgabe einstellen können. »Reprogrammability on the fly« und »Configurability on the Fly« hießen die Schlagwörter. Hersteller programmierbarer Logik arbeiteten an dem Konzept, es erblickten aber auch viele Start-ups das Licht der Welt – einige sogar in Europa –, die sich der Idee verschrieben hatten, konfigurierbare Prozessoren zu entwickeln und zu vermarkten.
Allerdings erwies sich vor allem die aufwendige Programmierung der konfigurierbaren Chips und das fehlende Ecosystem für ihre Entwicklung als hohe Hürde, die potenzielle Kunden abschreckte.

Doch die technische Entwicklung schreitet munter voran. Sind wir jetzt auf einer Ebene angelangt, die die Vision der vollständigen Programmierbarkeit in greifbare Nähe rücken lässt? Xilinx ist optimistisch »All programmable« Hardware. Das schließt alle programmierbaren Hardware-Techniken ein: FPGAs, Elemente der rekonfigurierbaren Prozessoren und sogar programmierbare analoge Funktionen. Und es umfasst die flexible programmierbare Verbindung von 3D-ICs. Advanced Packaging wird damit ein elementarer Bestandteil der vollständigen Programmierbarkeit. Am Ende steht die Vision von der Software-definierten Hardware.
Das wird die Ingenieure freuen, die Geräte rund um Industrie 4.0, 5G, Software Defined Networks und Network Funktion Virtualisation, die Cloud, die untereinander kommunizierenden autonom fahrenden Autos sowie ubiquitären Video/-Vision-Systeme entwickeln sollen. Aber nur unter einer Voraussetzung: Wenn sie die richtigen Entwicklungsumgebungen dazu bekommen.

Bis in fünf Jahren will Xilinx soweit sein, dass Software-Ingenieure Systeme entwickeln zu können, ohne etwas über FPGAs oder andere Hardware-Grundlagen wissen zu müssen. Dass Intel den Wettbewerber Altera schlucken will, bestärkt Xilinx übrigens in der eigenen Strategie: Intel habe eben erkannt, dass ein wesentlicher Teil der Programmierbarkeit im eigenen Portfolio gefehlt habe. Selber sieht Xilinx die Übernahme gelassen, weil die Manager vom eigenen technischen Vorsprung überzeugt sind. An Mut fehlt es Xilinx also nicht, denn nicht nur der Wettbewerb schläft nicht, auch die technischen Hürden sind hoch komplex. Wir dürfen also gespannt sein: Allerspätestens in fünf Jahren wissen wir, ob die Technik im Jahr 2015 reif war, das Konzept der Software-definierten Hardware umzusetzen – und wenn ja, welchen Firmen dies gelungen ist.