DFG-Forschungsförderung für „heiße“ Rechner an der Universität Greifswald
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.
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.
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
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
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise
Neueste Beiträge
Neue universelle lichtbasierte Technik zur Kontrolle der Talpolarisation
Ein internationales Forscherteam berichtet in Nature über eine neue Methode, mit der zum ersten Mal die Talpolarisation in zentrosymmetrischen Bulk-Materialien auf eine nicht materialspezifische Weise erreicht wird. Diese „universelle Technik“…
Tumorzellen hebeln das Immunsystem früh aus
Neu entdeckter Mechanismus könnte Krebs-Immuntherapien deutlich verbessern. Tumore verhindern aktiv, dass sich Immunantworten durch sogenannte zytotoxische T-Zellen bilden, die den Krebs bekämpfen könnten. Wie das genau geschieht, beschreiben jetzt erstmals…
Immunzellen in den Startlöchern: „Allzeit bereit“ ist harte Arbeit
Wenn Krankheitserreger in den Körper eindringen, muss das Immunsystem sofort reagieren und eine Infektion verhindern oder eindämmen. Doch wie halten sich unsere Abwehrzellen bereit, wenn kein Angreifer in Sicht ist?…
