Skalierung
Skalierung ist ein Begriff der modernen Technik. Er wird u.a. in verschiedenen Disziplinen der IT in verschiedenen Bedeutungen benutzt.
- In der Mathematik versteht man unter Skalierung eine Größenänderung eines Wertes um einen Skalierungsfaktor, siehe Skalierung (Mathematik).
- In der Programmierung bedeutet Skalierung, die Größe eines Bildes oder Objektes so zu verändern, dass das Seitenverhältnis konstant bleibt.
- Im IT-Marketing heißt Skalierung die Anpassungsfähigkeit bei Größenänderungen im Bereich der Zehnerpotenzen.
Ein Software-Produkt skaliert "gut", wenn es beispielsweise bei der zehnfachen Nenn-Last (d.h. Leistung) mit ca. den zehnfachen Ressourcen auskommt. Ein "schlecht" skalierendes Produkt hingegen würde vielleicht bei doppelter Last bereits die zehnfachen Ressourcen benötigen, und bei zehnfacher Last komplett versagen.
Ein gut skalierbares paralleles Programm benötigt bei der doppelten Anzahl von Prozessoren die Hälfte der Rechenzeit. Wegen der Kommunikation zwischen den Prozessoren wird dieser Wert allerdings nie exakt erreicht; es entsteht ein Communication Overhead.
Siehe auch: Parallelrechner
Im Bereich der Mikroelektronik versteht man unter Skalierung die Verkleinerung der geometrischen Abmessungen von Digitalbauelementen (i.d.R. MOSFETs) und der damit verbundenen Änderung weiterer relevanter Bauelementeparameter. Man unterscheidet zwischen der Skalierung unter Beibehaltung der angelegten Spannung (Constant-Voltage-Scaling) und der elektrischen Feldstärke (Constant-Field-Scaling). Die von der Skalierung beeinflussten Parameter sind neben den lateralen Abmessungen die Dotierung des Halbleitermaterials, die Isolatorschichtdicke (Gateoxid), die Ströme durch das Bauelement, die thermische Verlustleistung sowie die Transitzeit der Ladungsträger (damit verbunden Grenz-, Transit- und Maximalfrequenz). Ursprüngliches Ziel der Skalierung war, den Flächenbedarf auf dem Halbleitersubstrat und damit die Kosten zu reduzieren. Die damit verbundene Verbesserung der dynamischen Eigenschaften (Frequenzen) war ein willkommener Nebeneffekt, der inzwischen v.a. im Bereich der Mikroprozessoren zur treibenden Kraft der Skalierung geworden ist.