Technik-trends 2021
Alles über die wichtigsten Trends bei Windows, PC, Netzwerk & Co.
Auch schwierige Zeiten wie diese können technische Entwicklungen nicht aufhalten. Gut so, denn so bleibt die Vorfreude auf Neues: Leistungsfähigere CPUS bei gleichem Strombedarf, Flashspeicher mit mehr Schichten für höhere Kapazitäten, ein Windows als Konkurrenz zu Chrome OS, ein neuer Wlan-standard – und, und, und...
Das vergangene Jahr hat uns viel abverlangt. Keiner hätte in aller Konsequenz vorhersagen können, wie stark sich das Leben in nur ein paar Monaten verändern kann: Gesichtsmasken sind normal, über Menschen in Gummihandschuhen wundert sich niemand, und möglichst großer
Abstand zur nächsten Person ist inzwischen das Gegenteil von unsozial.
Ähnlich schnell können sich im ersten Moment absurd klingende technische Ideen in konkrete Produktneuheiten verwandeln und sogar zum Kassenschlager werden. Deshalb ist ein Blick auf das, was da an Technik in den Startlöchern steht, durchaus sinnvoll. Unser Ausblick auf die technischen Trends 2021 ist dabei nicht komplett abgedreht. Vielmehr konzentriert er sich auf Neuerungen, die sich sicher in konkreten Produkten niederschlagen werden oder in anderen Ländern schon als Geräte oder Programme erhältlich sind – ein verlässliches Zeichen dafür, dass sie im Laufe des Jahres auch hierzulande bald die Regale füllen werden.
Dafür ist die Selfie-kamera ein gutes Beispiel, die unter dem Smartphone-display verschwindet, damit der Schirm ohne
Notch oder Loch auskommt. Davon ist schon länger die Rede, und noch Ende des letzten Jahres ist in Asien mit dem ZTE Axon 20 5G das erste Smartphone mit komplett vollflächigem Display tatsächlich in den Handel gekommen. Dieses Vorpreschen kann den Großen unter den Handyherstellern wie Samsung nicht gefallen. Sie werden dieses Jahr sicher nachziehen. Vermutlich sind Sie jetzt auf die Details neugierig geworden und wollen einen Blick direkt ins betreffende Kapitel werfen. Damit das nahtlos klappt, sind die Techniktrends 2021 in Themengebiete aufgeteilt. Das genannte Technik-beispiel finden Sie unter Displays. Außerdem stehen weitere Hardware-trends zu Prozessoren, Storage, Grafikkarten und WLAN zu Auswahl. Zusätzlich finden Sie interessante Softwareentwicklungen in den Kapiteln zu Windows und Bildbearbeitung.
„Lesen Sie, welche Techniktrends in diesem Jahr das Zeug zur nächsten coolen Top-neuheit haben!“
AMD hat 2021 im vergangenen November eingeläutet: Da brachte der Hersteller die ersten Prozessoren der neuen Ryzen-generation 5000 (Codename „Vermeer“). Den vier Top-modellen mit sechs bis 16 Kernen werden in diesem Jahr weitere folgen. Der Ryzen 5000 beruht auf der neuen Mikroarchitektur Zen 3: Die vor allem für Spiele wichtige Single-thread-leistung liegt deutlich höher, die Taktraten steigen, die Leistungsaufnahme dagegen nicht. Laut AMD verarbeiten Prozessoren mit Zen 3 knapp 20 Prozent mehr Befehle pro Taktrate (IPC, Instructions per Cycle). Das macht die CPUS auch ohne höheren Takt oder größeren Verbrauch leistungsfähiger. Im Laufe des Jahres kommt Zen 3 auch in Server und Notebooks: Der Server-ableger Epyc 7003 (Codename „Milan“) arbeitet mit bis zu 64 Kernen und 128 Threads. Bei den Notebook-prozessoren aus der Ryzen-5000-serie wird es 2021 unübersichtlich: AMD will zum einen CPUS auf Basis von Zen 3 anbieten – sie haben den Codenamen „Cezanne“. Zum anderen sollen aber in der gleichen Serie Prozessoren kommen, die mit leicht verbesserten Kernen auf Basis der Vorgängerserie „Renoir“arbeiten: Dieser Ableger hat den Codenamen „Lucienne“. Die Kernanzahl der neuen Notebook-cpus wird wie bisher zwischen vier und acht liegen. Gegen Jahresende erscheinen wohl neue CPUS mit einer optimierten Zen-3-architektur: Damit will AMD mehr Tempo durch kleine Verbesserungen der Architektur und im Herstellungsprozess erreichen. Eine komplett neue Mikroarchitektur kommt als Zen 4 wohl erst 2022 – dann aber in einer noch effizienteren 5-Nanometer-fertigung. Intel zieht nach: Während AMD seine neuen Prozessoren zuerst für den PC präsentiert und später Notebook-versionen nachschiebt, macht es Intel umgekehrt: Die ersten Laptops mit der 11. Core-generation Tiger Lake mit maximal vier Kernen sind schon verfügbar. Sie finden sich vor allem in Ultrabooks, wo viele Kerne nicht so wichtig sind wie eine schnelle Verbindung für SSD und Peripherie: Dafür hat Tiger Lake
Pci-express 4.0 und Thunderbolt 4 an Bord. Leistungsfähige Spiele- und Multimedianotebooks bedient Intel in den nächsten Wochen mit Tiger Lake-h: Diese Prozessoren dürfen sich mit 35 oder 45 Watt eine höhere Leistungsaufnahme gönnen und erreichen daher eine höhere Taktrate.
Bei den Pc-prozessoren gibt’s zunächst nur wenig Aufregendes: Im Frühjahr kommt Rocket Lake-s mit der neuen Kernarchitektur Cypress Grove. Sie entspricht weitgehend der Sunny-cove-architektur von Tiger Lake, Intel fertigt diese Chips aber noch im 14-Nanometer-verfahren. Mehr als acht Kerne pro Prozessor sind da nicht drin, deshalb setzt Intel auf mehr Recheneffizienz und verspricht deutliche Ipc-zuwächse. Rocket Lake-s soll mit DDR4-3200 schnelleren Speicher sowie Pci-express 4.0 unterstützen. Gerüchte sprechen auch von einer integrierten Xe-grafik wie bei Tiger Lake: Sie soll als zusätzlicher 10-Nanometer-chip neben der 14-Nanometer-cpu sitzen.
Die ersten Pc-prozessoren in 10-Nanometer-bauweise sollen Ende 2021 kommen: Alder Lake, die 12. Core-generation, wartet aber vor allem mit einer anderen Neuerung auf: Die CPUS sind aus leistungsfähigen Kernen der Golden-cove-architektur und sparsamen Kernen mit Gracemount-architektur zusammengesetzt. Bei der Variante Alder Lake-s sollen es jeweils bis zu acht Kerne sein, bei der Notebook-serie Alder Lake-p sieht Intel das Verhältnis 6 + 8 zwischen Leistungs- und Sparkernen vor. Alder Lake soll außerdem schon Ddr5-speicher sowie Pci-express 5.0 unterstützen.
Die meisten Smartphone-cpus nutzen ähnliche Kombi-prozessoren mit Arm-architektur, doch für den PC gibt es sie bislang noch kaum: Apple hat aber kürzlich das neue Macbook Pro und das Macbook Air mit dem Kombi-prozessor M1 ausgestattet. Diese hauseigenen Prozessoren sollen schrittweise die Intel-prozessoren in Applenotebooks ersetzen.
Hdd-technik: Auch wenn in Notebooks und Desktops klassische Magnetfestplatten nur noch selten zum Einsatz kommen, sind HDDS in Rechenzentren weiterhin das Speichermedium der Wahl. Zwei Verfahren, um die Kapazitäten weiter in die Höhe zu treiben, stehen dabei in Konkurrenz: Microwave-assisted Magnetic Recording – kurz: MAMR – wird von WD und Toshiba vorangetrieben, während Seagate auf Heat-assisted Magnetic Recording – HAMR – setzt. Ziel ist stets eine höhere Datendichte ohne Stabilitätsverlust und Geschwindigkeitseinbußen beim Lesen und Schreiben.
Erste HDDS mit Hamr-technik hat Seagate schon lange versprochen. Ende 2020 ist nun das erste Exemplar mit 20 TB Kapazität auf den Markt gekommen. Bei der Exos X20+ sitzen die im Vergleich zu herkömmlichen HDDS deutlich kleineren Datenbits dichter als je zuvor auf dem sehr harten
Träger. Damit sich Daten stabil schreiben lassen, erhitzt eine Laserdiode am Schreibkopf das Material und hilft so dabei, die Polarität schnell und präzise zu ändern. Der Hersteller schätzt, dass sich die Datendichte durch HAMR im optimalen Fall verfünffachen lässt. Bis 2026 will Seagate die Kapazität auf 50 TB erhöhen.
Flashspeicher: Auch hier geht es weiter um höhere Kapazitäten auf möglichst geringem Raum. Dass dafür der Bedarf ungebrochen hoch ist, lässt sich am Beispiel des Us-speicherherstellers Micron zeigen. Das Unternehmen kündigt mit der fünften Generation die nächste Stufe des eigenen 3D-nandflashspeichers an. Statt der bisher maximal möglichen 128 übereinander gestapelten Zellschichten erreicht das Unternehmen nun 176 Layer. Die weiterentwickelte Architektur bringt nicht nur die Kapazitäten von Flashspeichern zu neuen Höhen, sondern verspricht auch eine flottere Geschwindigkeit bei der Datenübertragung. Dazu verwendet Micron sogenannte „Replacement Gates“(RG) der zweiten Generation, ein Material, das besser als Silizium leitet. Da die einzelne Schicht sehr dünn ausfällt, kommt der 176-Layer-chip auf etwa dieselbe Höhe wie eine Variante mit 64 Schichten. Der Hersteller spricht von rund 30 Prozent kleinerem Die im Vergleich zu einem Pendant mit 96 Layern sowie von einer um 35 Prozent reduzierten Lese- und Schreiblatenz. Bei der neuen Flashvariante handelt es sich um TLC (Triple Level Cell) mit drei Bits pro Speicherzelle. Die Serienfertigung läuft bereits, erste Ssd-modelle befinden sich bei Partnern sowie der Unternehmenstochter Crucial. Marktreife Produkte für die Industrie und Endkunden sollen im Laufe dieses Jahres erscheinen. M.2-SSDS: Dass PCIE 4.0 als derzeit schnellste Schnittstellen-variante für NVME-SSDS auch bei Produkten für Endkunden richtig Fahrt aufnimmt, zeigen verschiedene Ankündigungen des letzten Jahres. Für Aufsehen sorgte Samsung mit der 980 Pro: Die SSD im M.2-kartenformat schraubt dank herstellereigenen Flashspeichern und selbst entwickeltem Controller die Datenraten der 1-Tb-variante auf 7 Gbyte pro Sekunde im Lesen und 5 Gbyte pro Sekunde im Schreiben. Damit kann sie im Vergleich zu SSDS mit Pcie-3.0-anschluss das Transfertempo nahezu verdoppeln.
In diesen Geschwindigkeitssphären wird sich Samsung in diesem Jahr nicht allein bewegen. Ein erstes Zeichen setzt der Ushersteller Sabrent mit der Rocket 4 Plus. Nach eigenen Angaben soll das 1-Tb-modell mit 6,85 Gbyte pro Sekunde sogar noch schneller schreiben als Samsungs 980 Pro. Das Tempoplus realisiert Sabrent dank einer Kombination aus Tcl-nand-speicher und dem aktuellen Controller Phison PS5018-E18. Er ist eine Neuentwicklung und damit direkt auf PCIE 4.0 zugeschnitten. Auf das Top-tempo kommt die SSD allerdings nur, wenn sie alle vier Pcie-4.0lanes auch nutzen kann.
Schon Ende 2020 legten Nvidia und AMD den Grundstein für die Gpu-generation von 2021: Nvidia brachte die Grafikchips der Rtx-3000-serie („Ampere“), AMD konterte mit den Navi-21-chips. Beide Serien decken den High-end-bereich und die obere Mittelklasse zwischen 500 und rund 1000 Euro ab. In der ersten Jahreshälfte kommen nun die Grafikchips für das Einsteigersegment und die untere Mittelklasse bis rund 400 Euro: Von Nvidia sind das neben der Geforce RTX 3060 Ti noch die Modelle RTX 3060, RTX 3050 Ti und RTX 3050. AMD schickt den Navi-21-kartenradeon RX 6900XT, 6800 XT und 6800 die Navi-22-serie Radeon RX6700 XT und Radeon RX6700 sowie die günstigere Einsteigervariante Radeon RX 6500XT (Navi 23) hinterher.
Während AMD bei der 3D-leistung mit den Navi-21-chips zu Nvidia aufgeschlossen hat, liegt der Marktführer bei aktuellen Spieletrends wie Raytracing und Ki-rendering noch unangefochten vorne. Navi 21 unterstützt zwar als erste Amd-gpu-generation Raytracing, das durch Licht- und Schattenberechnung in Echtzeit die Grafikeffekte in unterstützten Spielen auf Kinoqualität hebt. Doch Nvidia ist hier eine Generation voraus. Das gilt auch für Ki-funktionen wie DLSS (Deep Learning Super Sampling) bietet: Damit kann die GPU mit Hilfe von Ki-berechnungen in unterstützten Spielen zusätzliche Pixel erzeugen, ohne sie tatsächlich berechnen zu müssen. So lassen sich Spiele auch in einer deutlich höheren Auflösung in gleicher oder besserer Bildqualität wiedergeben. AMD will in kommenden Treibern „Fidelityfx Super Resolution“anbieten, die das gleiche Ziel verfolgt. Doch Nvidia plant Gerüchten zufolge, dass DLSS in seiner nächsten Version grundsätzlich für alle Spiele verfügbar sein soll. Neue 5-Nanometer-gpus: Gegen Ende 2021 stehen wohl die neuen Gpu-generationen auf dem Programm: Für Nvidia gehen die Grafikchips mit dem Codenamen „Hopper“ins Rennen, während AMD mit der Rx7000-serie kontern will, die unter dem Projektnamen Navi 31 entwickelt werden. Gerüchteweise verfolgen beide Firmen den gleichen Plan für das Fertigungsverfahren und den Chipaufbau: Sie sollen im 5-Nanometer-prozess entstehen, wodurch sich höhere Leistung bei gleicher Leistungsaufnahme erzielen lässt. Außerdem sollen die neuen GPUS das Multi-chipdesign nutzen. Ähnlich wie es AMD bereits bei den Ryzen-cpus macht, lässt sich damit viel einfacher die Leistungsfähigkeit eines Grafikprozessors erhöhen, indem mehrere Gpu-einheiten kombiniert werden.
Bei Spiele-grafikkarten will 2021 auch Intel einsteigen: Die Basis für konkurrenzfähige GPUS ist die Xe-grafikeinheit der aktuellen Notebook-prozessoren („Tiger Lake“). Die leistungsfähigere Variante Xe HPG (High Performance Gaming) soll fünf- bis zehnmal so viele Recheneinheiten enthalten und damit Mittelklasse-grafikkarten von AMD und Nvidia Konkurrenz machen – allerdings weniger kosten. Intel will den Chip im 6-Nanometer-verfahren fertigen.