pte20220112001 Technologie/Digitalisierung, Forschung/Entwicklung

Nanotürmchen machen Computer schneller

Chip-Architektur aus Schweden setzt auf vertikale Integration von Transistor und Datenspeicher


Viele Nanotürmchen bilden eine Einheit (Foto: lunduniversity.lu.se)
Viele Nanotürmchen bilden eine Einheit (Foto: lunduniversity.lu.se)

Lund (pte001/12.01.2022/06:05)

Mit einer neuen Chip-Architektur wollen schwedische Forscher Computern zu bisher nicht gekannten Geschwindigkeiten bei der Datenverarbeitung verhelfen. Bisher sind Mikroprozessoren und Speicherchips flächig angeordnet. Künftig wird es Türmchen in Nanometergröße geben, die im Sockel einen rechnenden Transistor beherbergen und an der Spitze einen Datenspeicher. So wollen Lars-Erik Wernersson, Professor für Nanoelektronik an der Universität Lund https://www.lunduniversity.lu.se/ in Südschweden und sein Doktorand Saketh Ram Mamidala ein grundsätzliches Problem lösen. Rechengeschwindigkeiten werden zwar immer höher, doch da Prozessor und Datenspeicher räumlich voneinander getrennt sind, geht viel Zeit für den Austausch von Daten zwischen den beiden Bauteilen drauf. Der Austausch zwischen dem Prozessor im Sockel und dem Speicher an der nur Nanometer entfernten Spitze benötigt dagegen kaum Zeit. Der mit derartigen Chips ausgestattete Computer wird zum Formel-1-Rechner.

[b]Bauelemente sitzen auf einem Nanodraht[/b]

Die Forscher arbeiten mit einer RRAM-Speicherzelle(Resistive Random Access Memory), die an sich nichts Neues, wenn auch selten genutzt wird. Neu ist dagegen die Integration der beiden Bauteile auf einem Nanodraht, was große Möglichkeiten eröffnet wie verbesserte Funktionen in allen Bereichen, von Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen bis hin zu ganz normalen Computern.

[b]Silizium den Rücken gekehrt[/b]

Im Gegensatz zur heutigen Mikroelektronik, die vor allem auf Silizium basiert, haben die Forscher in Lund so genannte III-V-Halbleiter gewählt. Das sind Materialien aus der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems wie Galliumarsenid, Indiumphosphid und Borarsenid, die vor allem in der Elektrooptik eingesetzt werden, etwa bei der Herstellung von Leuchtdioden, Halbleiterlasern und Fotosensoren.

„Vergleichbare Lösungen können wahrscheinlich auch im Siliziumbereich gefunden werden, dem gebräuchlichsten Material, aber in unserem Fall kam es uns vor allem auf hohe Leistung an", so Wernersson. „Mit unserer Forschung wollen wir der Industrie den Weg ebnen."

(Ende)
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