Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovation made in Mannheim: Europaweit schnellster Netzwerkchip von Hochschul-Forschern entwickelt

17.07.2003


ATOLL beschleunigt Computernetzwerke / Projekt am Lehrstuhl für Rechnerarchitektur / Angebot zur Nutzung der Technologie an die Industrie



Als erste Universität in Europa hat die Universität Mannheim einen der schnellsten Computerchip zur Kommunikation zwischen Rechnern ohne industrielle Partner, ausschließlich innerhalb der Universitätsforschung entwickelt. Der Chip ermöglicht es, Computer-Netzwerke erheblich zu beschleunigen. Der sogenannte ATOLL (ATOmic Low Latency) wurde am Lehrstuhl für Rechnerarchitektur des Instituts für Technische Informatik entwickelt. Lehrstuhlinhaber Professor Dr. Ulrich Brüning bietet nun der Industrie an, diese Technologie zu nutzen.



Fünf mal fünf Millimeter misst das Siliziumplättchen, von dem es bislang eine Prototypenserie gibt. Auf dieser winzigen Fläche sind 4,5 Millionen Transistoren untergebracht - die elektronischen "Schalter" des Computers, mit denen der Computer alle Informationen verarbeitet. Das besondere an ATOLL ist nicht die Zahl, sondern die Anordnung der Transistoren. Informatiker sprechen dabei von der Architektur des Chip.

Die Architektur des ATOLL ermöglicht es, Computer ohne weitere Vermittlungsstationen direkt untereinander zu riesigen Netzwerken zu verbinden. Diese Netzwerke werden genutzt, um die Rechenleistung aller angeschlossenen Computer zu einem Art Supercomputer zu bündeln. Bisher war für den Aufbau eines solchen Netzwerkes immer noch eine Vermittlungsstation nötig, der sogenannte "Switch", an die jeder Rechner einzeln angeschlossen war.

Über den Switch liefen gleichzeitig alle Informationen, die von einem Rechner an den anderen geschickt wurden. Zu kritischen Situationen kann es dabei immer wieder kommen, wenn der Switch überlastet ist, oder er zu lange braucht, um die ankommenden Informationspakete an die richtigen Rechner weiterzuleiten. Durch den ATOLL können, wenn er in jedem Rechner integriert ist, Informationen direkt von einem Rechner zu einem beliebigen anderen innerhalb des Netzwerkes gesendet werden, auch wenn diese beiden Computer beispielsweise nicht direkt, sondern über einen dritten Rechner verbunden sind.

Gerade bei hoch komplexen Anwendungen wie in der Klimavorhersage, bei Crashsimulationen oder bei der Auswertung von Physikexperimenten, wie bei der Arbeit mit Teilchenbeschleunigern, kommt es auf die Geschwindigkeit an, mit der das Programm auf die Rechenleistung der an das Netzwerk angeschlossen Computer zugreifen kann. Durch den ATOLL werden, im übertragenen Sinne "die Wege kürzer". Die Programme werden dadurch schneller.

Mit einem einzigen ATOLL können gleichzeitig vier benachbarte Computer verbunden werden, über einen sogenanntes ATOLL-Netzwerk ist die Zahl der Rechner, auf die ein Programm zugreifen kann, fast unbegrenzt. "Ein Netzwerk aus beispielsweise 1.000 Rechnern ist mit dem ATOLL überhaupt kein Problem mehr", berichtet Professor Brüning.

Die Idee zu diesem ehrgeizigen Forschungsprojekt entstand schon 1996 bei der Gründung des Lehrstuhls. Rund vier Jahre dauerte die Realisierung des Vorhabens, wobei "das Schwierigste an der Arbeit war, mit Energie das Ziel konsequent weiterzuverfolgen", beschreibt Professor Brüning seine Erfahrungen.

Ungewöhnlich ist neben dem Ergebnis auch die Entstehungsgeschichte. Einen solchen Hochleistungschip ohne Industriebeteiligung ausschließlich innerhalb der Universität zu entwickeln, also mit wissenschaftlichen Assistenten und Diplomanden, gelingt äußerst selten an einer Hochschule. Prof. Brüning zu Gründen: "In der Anfangsphase des Projekts waren wir mit einem Industriepartner liiert, leider zerbrach diese Kooperation und wir standen vor der Frage: Sollen wir das Abenteuer auf uns nehmen und die Chipentwicklung alleine durchführen. Wir haben diese Herausforderung angenommen und wie wir meinen mit Bravour gelöst. Der ATOLL-Chip funktionierte bereits in der ersten Prototypenrealisierung, die jetzt in einem Clustersystem am Lehrstuhl ihre Arbeit verrichtet."

"Der ATOLL Chip zeichnet sich darüber hinaus durch seinen Preis aus", berichtet Professor Brüning. "Da er alle nötigen Netzwerkkomponenten direkt auf dem Chip integriert hat, sind die Produktionskosten erheblich geringer als bei anderen Netzwerkkonzepten. Bei einer Produktion in größeren Stückzahlen würde sich das natürlich auch positiv auf den Verkaufspreis auswirken."

Weitere Informationen:

Institut für Technische Informatik
Lehrstuhl für Rechnerarchitektur
Professor Dr. Ulrich Brüning
Tel. 0621 / 181 - 27 23

Ein Fachbeitrag Prof. Brünings zum ATOLL-Projekt ist bei Professor Brüning oder in der Pressestelle der Universität (Tel. 0621/ 181 - 10 16, presse@uni-mannheim.de) erhältlich.

Achim Fischer | idw
Weitere Informationen:
http://www.atoll-net.de
http://ra.ti.uni-mannheim.de

Weitere Berichte zu: ATOLL Rechner Switch Transistor Vermittlungsstation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Sparsame Zeitsynchronisierung von Sensornetzen mittels Zeitreihenanalyse
24.01.2017 | Alpen-Adria-Universität Klagenfurt

nachricht Viele glauben, Industrie 4.0 kann man kaufen
24.01.2017 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikro-U-Boote für den Magen

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Echoortung - Lernen, den Raum zu hören

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index beendet das Jahr 2016 mit Rekordwert

24.01.2017 | Wirtschaft Finanzen