Datenrate vervierfacht – 3D-Chip für Ultra-HD-Kameras

Memory³-Chipaufbau im Vergleich

Kleiner ist besser. Bei elektronischen Chips ist dies der Regelfall. Mittlerweile aber stoßen klassische Aufbauten mit standardisierten Bauteilgrößen an ihre Grenzen. Soll gleichzeitig ihre Leistungsfähigkeit erweitert werden, können sie kaum noch winziger werden.

Ein augenfälliges Beispiel ist die Elektronik von Ultra-HD-Kameras, die viermal mehr Bildpunkte aufnehmen als Kameras mit Full-HD-Auflösung.

Um die dabei entstehenden Datenmengen energiesparend und auf kleinem Raum zu verarbeiten, muss die Anordnung von Prozessor und dem Wide-I/O-Speicher auf der Leiterplatte neu und dreidimensional gedacht werden.

Genau diese Idee hat das Team um Andy Heinig vom Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltung IIS umgesetzt. Für das Projekt Memory³ haben sie einen Chipaufbau entwickelt, der den Hochleistungs-Anforderungen von Ultra-HD-Kameras gerecht wird.

»Unser 3D-integrierter Aufbau führt zu kürzeren Leitungen zwischen den Komponenten. Deshalb werden Bild- und Toninformationen deutlich schneller übertragen«, erklärt Heinig. So ist eine Datenrate von 400 GBit/s möglich. Das entspricht dem Vierfachen des bislang Möglichen.

Der »Clou« des neuen Chips ist eine Reduktion der Leitungsbreite: Prozessor und Speicher sind im selben Gehäuse angeordnet. Dazwischen arbeitet eine dünne Trägerschicht (Interposer) als Datenleitung.

Durch diese hochfeine Leitungsstruktur können Prozessor und Speicher so dicht »zusammenwachsen«, dass sich der Datenaustausch deutlich beschleunigt und der Energieverbrauch sinkt. »Lag der Abstand zwischen den Chips ursprünglich im Millimeterbereich, arbeiten wir nun deutlich unter einem Millimeter«, betont Heinig.

Rund eineinhalb Jahre haben die Experten des Fraunhofer IIS für die theoretische Entwicklung und den Bau eines Prototyps benötigt. Der Entwicklungspartner Dream Chip Technologies hatte das Team vor allem im Bereich der Applikationen unterstützt. Ende Februar wird das Projekt Memory³ nun abgeschlossen.

»Wir gehen allerdings davon aus, dass wir mit dieser Entwicklung das Ende der Fahnenstange längst noch nicht erreicht haben«, sagt Heinig. Weitere, deutliche Leistungssprünge um den Faktor Vier oder höher seien in den kommenden Jahren durchaus möglich.

Zudem ist der aktuelle Aufbau des 3D-Mikrochips vor allem in Hinblick auf Ultra-HD-Kameras entwickelt. Er kann aber künftig auch in anderen Bereichen wie etwa bei Grafikkarten oder Vermittlungsknoten von Glasfasernetzen eingesetzt werden.

Das Projekt Memory³ wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) unterstützt.

Unternehmenskommunikation
Melanie Ruge
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS
Zeunerstraße 38, 01069 Dresden
Telefon: +49 351 4640-707, Fax -703
mailto:pr@eas.iis.fraunhofer.de
http://www.eas.iis.fraunhofer.de/pm

Media Contact

Melanie Ruge Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie

Neuerungen und Entwicklungen auf den Gebieten der Informations- und Datenverarbeitung sowie der dafür benötigten Hardware finden Sie hier zusammengefasst.

Unter anderem erhalten Sie Informationen aus den Teilbereichen: IT-Dienstleistungen, IT-Architektur, IT-Management und Telekommunikation.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Durchleuchten im Nanobereich

Physiker der Universität Jena entwickeln einen der kleinsten Röntgendetektoren der Welt Ein Röntgendetektor kann Röntgenstrahlen, die durch einen Körper hin­durchlaufen und nicht von ihm absorbiert werden, aufnehmen und somit ein…

Wer hat das Licht gestohlen?

Selbstinduzierte ultraschnelle Demagnetisierung limitiert die Streuung von weicher Röntgenstrahlung an magnetischen Proben.   Freie-Elektronen-Röntgenlaser erzeugen extrem intensive und ultrakurze Röntgenblitze, mit deren Hilfe Proben auf der Nanometerskala mit nur einem…

Mediterrane Stadtentwicklung und die Folgen des Meeresspiegelanstiegs

Forschende der Uni Kiel entwickeln auf 100 Meter genaue Zukunftsszenarien für Städte in zehn Ländern im Mittelmeerraum. Die Ausdehnung von Städten in niedrig gelegenen Küstengebieten nimmt schneller zu als in…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close