Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DFG-Forschungsförderung für „heiße“ Rechner an der Universität Greifswald

10.09.2014

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt „Spinkaloritronik* in spinelektronischen Speicherelementen“. Realisiert wird das Forschungsvorhaben durch die Gruppe von Prof. Markus Münzenberg an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald gemeinsam mit Prof. Andy Thomas (Universität Bielefeld) und Prof. Christian Heiliger (Universität Gießen).

Die Förderung erfolgt im Rahmen des Schwerpunktprogramms "Spinkalorischer Transport 1538“. Die Forschung wird in der zweiten Periode des Programms mit über einer halben Million Euro gefördert.


Prof. Dr. Markus Münzenberg

Foto: Oliver Böhm Das Foto kann für redaktionelle Zwecke im Zusammenhang mit dieser Pressemitteilung kostenlos heruntergeladen und genutzt werden. Dabei ist der Name des Bildautors zu nennen.

Informationstechnologie ist überall präsent, in leistungsfähigen kleinen Mobiltelefonen mit der Rechenleistung, die vor einigen Jahren ein Personalcomputer hatte. Informationsserver speisen unseren Informationsbedarf. Die Miniaturisierung der Mikroprozessoren geht allerdings nicht einher mit einer Verringerung der Leistungsaufnahme. Diese werden daher teilweise extrem heiß.

Diese Wärme geht ungeutzt verloren. Ursache für diese Wärme sind die extrem miniaturisierten Halbleitertransistoren in den heutigen Prozessoren, die die Daten verarbeiten (22 Nanometer Technologie). Prognose für 2020 sind Größen von 5 Nanometer, dies entspricht einem Abstand von nur noch ca. 16 einzelnen Atomen.

Die Idee der Wissenschaftler aus Greifswald, Bielefeld und Gießen ist nun, die Wärmeströme zu nutzen, um damit das Auslesen, eventuell sogar Prozessieren von Information in magnetischen Speichern, sogenannten spinelektronischen Speicherelementen, zu ermöglichen.

Die Wärme im Prozessor erzeugt in magnetischen Speichern Spinströme, die dafür genutzt werden könnten. In magnetischen Speicherelementen soll zukünftig eventuelle Abwärme des Prozessors genutzt werden, um Informationen zu schreiben und auszulesen.

Die Wissenschaftler werden in ihrem Projekt Spinströme mit extrem hohen Temperaturen im Labor erzeugen. Die Spinströme bzw. die Temperaturen werden durch Ultrakurzzeitlaser innerhalb von 50 Femtosekunden (Femtosekunde = 1.000.000.000.000.000ter Bruchteil einer Sekunde) generiert.

Dies ist circa zehntausend mal schneller als die Taktzeiten heutiger Transistoren. An der Universität Greifswald wurden die Umbauarbeiten für das Forschungsvorhaben bereits abgeschlossen. Ein Reinraum zur Mikrostrukturierung von Elementen, sowie staubfreie, optische Labore für den Betrieb der Ultrakurzzeitlaser wurden in Betrieb genommen. Damit kann die Forschung an dem „heißen“ Thema beginnen.

Das Forschungsgebiet, das sich mit effizienter und energiesparender Leistungsaufnahme beschäftigt, nennt sich „Green Information Technology (IT)“. Green IT beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie Informationstechnologie ressourcenschonender werden kann.

Dies betrifft die eingesetzten Materialien aber auch das Design von Prozessorstrukturen, um deren Kapazität sparsam zu nutzen und zum Beispiel Bereiche des Prozessors im Stand-by-Betrieb auszuschalten. Es werden neue Konzepte der Integration von Speichern mit verringertem Energieaufwand zum Schreiben der Daten entwickelt.

Insbesondere die Abwärme bei großen Rechenzentren und Datenservern (Cloud Computing) ist mittlerweile bei dem stetig wachsenden Datenaufkommen ein großes Problem. Es wird geschätzt, dass diese mittlerweile für zwei bis drei Prozent der CO2 Emissionen weltweit verantwortlich sind.

Der Energieverbrauch für unsere moderne Datenkommunikation (Rechenzentren, Server, Computer, Tablets, Smartphones usw.) lag 2008 in Deutschland bei 10.1 Terawattstunden (TWh): Dies entspricht vier mittelgroßen Kohlekraftwerken, die ausschließlich dafür zur Verfügung stehen müssen.

Weitere Informationen

* Spinkaloritronik ist ein Kunstwort aus „Kalorik“ und „Spinelektronik“. Das Gebiet verbindet die „Kalorik“, Speicherung von Wärme, mit der „Spinelektronik“, neuartiger Elektronik basierend auf magnetischen Bauteilen.

Prof. Dr. Markus Münzenberg ist seit April des Jahres am Institut für Physik der Universität Greifswald, nach Stationen am Mass. Institut of Technology (MIT) und der Universität Göttingen.

Es steht ein Foto zum Download bereit
Prof. Dr. Markus Münzenberg
Foto: Oliver Böhm
Das Foto kann für redaktionelle Zwecke im Zusammenhang mit dieser Pressemitteilung kostenlos heruntergeladen und genutzt werden. Dabei ist der Name des Bildautors zu nennen.

Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Markus Münzenberg
Felix-Hausdorff-Str. 6, 17489 Greifswald
Telefon 03834 86-4780
Fax 03834 86-4701
markus.muenzenberg@uni-greifswald.de
www.uni-greifswald.de

Weitere Informationen:

http://www.physik.uni-greifswald.de/arbeitsgruppen/grenz-und-oberflaechenphysik-... - Grenz- und Oberflächenphysik AG Münzenberg
http://www.uni-greifswald.de/informieren/pressestelle/pressefotos/pressefotos-20... - Fotodownload

Jan Meßerschmidt | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Mikrophotonik – Optische Technologien auf dem Weg in die Hochintegration
21.07.2017 | VDI Technologiezentrum GmbH

nachricht 1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext
20.07.2017 | Hochschule RheinMain

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten