Neue Forschungsergebnisse: Mikrowellenenergie könnte Computer beschleunigen
Elektrokabel auf Computerchips könnten schon sehr bald ins Museum wandern, das jedenfalls könnte das Ergebnis neuer Forschung sein, bei der es um die Entwicklung eines Systems geht, das Mikrowellenenergie zum Transport elektrischer Impulse verwendet. Gelingt dies, so glauben die Projektpartner, könnte die Leistungsfähigkeit von Computern um das 500fache gesteigert werden. In herkömmlichen elektronischen Geräten wird die elektrische Ladung von Trägern - Elektronen - transportiert, und zwar in einem Halbleiter, zum Beispiel Silizium. Das Forschungsprojekt, an dem vier Universitäten des VK und eine Universität und ein Forschungszentrum in Belgien und Frankreich beteiligt sind, will ein Gerät schaffen, das nicht länger als 100 Nanometer ist, in dem die Energie durch Elektronen erzeugt wird, die in einem Magnetfeld oszillieren. Dieses Verfahren wird "Inverse Electron Spin Resonance" genannt und ähnelt dem Verfahren, wie es in der Kernspintomographie zur Erzeugung von Bildern, zum Beispiel des Gehirns, verwendet wird. Wird dieses Verfahren in Computerchips integriert - einem elektronischen Gerät aus Halbleitermaterial -, könnten Signale kabellos zwischen verschiedenen Komponenten übertragen werden. Schätzungen zufolge hat sich seit den 1970er Jahren sowohl die Geschwindigkeit als auch die Leistungsfähigkeit von Computern alle 24 Monate verdoppelt. Gleichzeitig arbeitet die Wissenschaft daran, mithilfe der Nanotechnologie die Größe der Computerchips zu reduzieren. Aber wenn die Chips immer kleiner werden, kommt auch die Verkabelung an eine physische Grenze und wird bald nicht mehr in der Lage sein, die benötigte Datenmenge und -geschwindigkeit zu verarbeiten. "Wir können nicht unbegrenzt mehr Leistung aus den Siliziumchips herauspressen, indem wir die Komponenten verkleinern. Die herkömmliche Technologie erreicht demnächst die physische Grenze des verwendeten Materials, wie Kupferdrähte, und die Weiterentwicklung wird stoppen", erklärte Professor Alain Nogaret von der Universität Bath, dem Konsortialführer. Aber auch die kabellose Technologie - wie sie im Internet und in der mobilen Telekommunikation eingesetzt wird - eigne sich nicht, da die Elektronik, die die drahtlosen Signale erzeugt, zu groß sei, um erfolgreich in Mikrochips verwendet werden zu können, so Professor Nogaret. Laut Professor Nogaret bietet seine Forschung eine praktikable Alternative. Elektronen werden in das Magnetfeld geschossen, das in Halbleitern erzeugt wird, die nur einige Atome breit und mit Magneten ausgekleidet sind. Dadurch kann das Nano-Gerät elektrische Signale zwischen den Komponenten senden, ohne dass das Signal geschwächt wird, wie das in herkömmlichen verkabelten Computern der Fall ist. Professor Nogaret ist der Meinung, dass seine Forschung, so sie erfolgreich ist, innerhalb von fünf bis zehn Jahren nach Abschluss des Projekts Computer mit drahtlosen Halbleitern ermöglicht. "Die Computer könnten bei gleicher Größe 200- bis 500-mal schneller werden." "Diese Forschung könnte auch die Genauigkeit und die Geschwindigkeit der medizinischen Diagnostik steigern, indem Daten von Sensoren gesammelt werden, die den Gesundheitszustand überwachen. Die Mikrowellensender sind klein genug, um in tragbare Biosensoren integriert werden zu können, die Informationen über fehlerhafte biologische Prozesse liefern", erläuterte Professor Nogaret. Das Projekt wird vom Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), der führenden Agentur der britischen Regierung zur Förderung von Forschung und Ausbildung in den Ingenieur- und Physikwissenschaften, gefördert.
Länder
Belgien, Frankreich, Vereinigtes Königreich