Die Energiewende im Mikrochip

Der Notebook-Akku ist bereits nach wenigen Stunden leer? Das Handy muss nahezu täglich neu aufgeladen werden? Zwar werden heutige mobile Geräte immer leistungsfähiger, allerdings steigt damit auch ihr Energieverbrauch stetig. Konnten Handys vor einem Jahrzehnt durchaus eine Woche ohne Energiezufuhr verlässlich arbeiten, zehren kabelloses Internet, hochauflösende Displays und Funktionen wie GPS an den Batterien heutiger mobiler Geräte.

Neue Batterietechnologien und die Miniaturisierung von Computerchips leisten zwar derzeit noch Abhilfe, perspektivisch stoßen diese Verfahren in naher Zukunft aber an ihre Grenzen. Um weitere Leistungssteigerungen und trotzdem hohe Batterielaufzeiten zu gewährleisten, ist ein Umdenken im Aufbau heutiger Computerchips nötig.

Als eine vielversprechende Technologie erweisen sich hierbei reversible Schaltungen. Diese erlauben theoretisch Berechnungen mit minimalen Energieverbrauch erfordern dafür allerdings, dass alle Operationen umgekehrt werden können. Bereits für simple Operationen wie die Addition trifft dies nicht zu: So ist es zwar ohne Probleme möglich, die Summe von zwei Zahlen zu bilden. Umgekehrt aber zwei Summanden einer Summe zu berechnen führt zu mehreren möglichen Ergebnissen und ist damit nicht eindeutig. Soll die Energiewende im Mikrochip gelingen, ist daher ein Paradigmenwechsel in der Art und Weise nötig, wie solche Berechnungen durchgeführt werden sollen.

Die Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur unter Leitung von Professor Rolf Drechsler arbeitet bereits seit vielen Jahren an der Entwicklung entsprechender Modelle und Methoden, um diesen Paradigmenwechsel durchzuführen und damit alternative energiesparende Technologien zur Anwendung zu bringen. Seit Anfang 2013 erhalten sie dabei Unterstützung durch die Kooperation mit Kollegen der renommierten Purdue Universität aus den USA. Im Rahmen des von Dr. Robert Wille koordinierten Projektes, das durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) für zwei Jahre gefördert wird, werden die technologischen Grundlagen dafür weiter verfeinert. Basierten reversible Schaltungen bisher eher auf theoretischen Modellen, sollen jetzt die technischen Grundlagen für einen Wechsel von konventionellen Schaltungen zu dieser neuen Technologie geschaffen werden.
Die 1869 gegründete Purdue Universität liegt in West Lafayette, Indiana. Mit über 40.000 Studierenden zählt sie zu den großen Universitäten der USA. In der Forschung belegt die Purdue Universität regelmäßig Spitzenpositionen. Laut dem Academic Ranking of World Universities rangiert sie derzeit in den Fächern Ingenieurswissenschaften und Informatik auf Platz 10 der besten Universitäten weltweit.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Mathematik/Informatik
Arbeitsgruppe Rechnerarchitektur
Prof. Dr. Rolf Drechsler
Tel.: 0421 218-63932
E-Mail: drechsler@uni-bremen.de

Media Contact

Eberhard Scholz idw

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik

Dieser Fachbereich umfasst die Erzeugung, Übertragung und Umformung von Energie, die Effizienz von Energieerzeugung, Energieumwandlung, Energietransport und letztlich die Energienutzung.

Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Windenergie, Brennstoffzellen, Sonnenenergie, Erdwärme, Erdöl, Gas, Atomtechnik, Alternative Energie, Energieeinsparung, Fusionstechnologie, Wasserstofftechnik und Supraleittechnik.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neues topologisches Metamaterial

… verstärkt Schallwellen exponentiell. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am niederländischen Forschungsinstitut AMOLF haben in einer internationalen Kollaboration ein neuartiges Metamaterial entwickelt, durch das sich Schallwellen auf völlig neue Art und Weise…

Astronomen entdecken starke Magnetfelder

… am Rand des zentralen schwarzen Lochs der Milchstraße. Ein neues Bild des Event Horizon Telescope (EHT) hat starke und geordnete Magnetfelder aufgespürt, die vom Rand des supermassereichen schwarzen Lochs…

Faktor für die Gehirnexpansion beim Menschen

Was unterscheidet uns Menschen von anderen Lebewesen? Der Schlüssel liegt im Neokortex, der äußeren Schicht des Gehirns. Diese Gehirnregion ermöglicht uns abstraktes Denken, Kunst und komplexe Sprache. Ein internationales Forschungsteam…

Partner & Förderer