Magic Chips

| |
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

Der Traum ist nicht neu: Computer-Chips sollen sich je nach aktueller Aufgabenstellung von selbst neu „verdrahten“ und bei Störungen selbst heilen. So ein Verwandlungskünstler ist jetzt in einem Labor in der Schweiz aufgetaucht.

Schon 2004 stellte IBM eine Technologie vor, die mit Softwarealgorithmen und mikroskopischen, elektrischen Sicherungen Chips in die Lage versetze sich selbst im laufenden Betrieb zu regulieren. Mit diesen „eFuses“ konnten sie je nach Aufgabenstellung automatisch ihre Leistung verändern. Oder etwa kleinere, interne Störungen selbst beheben, indem fehlerhafte Funktionsblöcke überbrückt und ihre Aufgaben anderen Einheiten zugeteilt wurden. Zu den ersten Chips mit eFuses gehörten die Power5-Prozessoren.

Etwa zur selben Zeit entstand die Idee vom organischen Computer, der sich selbst konfiguriert, optimiert, heilt und schützt. Seine rekonfigurierbare Hardware passt sich dem Bedarf an, indem Hardware-Komponenten dynamisch verschaltet werden, um gezielt bestimmte wechselnde Funktionen zu erbringen. Dazu müssen neue Chip-Generationen selbst verschiedenste Aufgaben übernehmen können. Die Gesellschaft für Informatik (GI) und die Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG) hatten damals dafür eine Fülle von Anwendungsszenarien entwickelt.

Ein mögliches Nanomaterial für solche „wandelbaren“ Chips stellte erstmals 2011 eine Forschergruppe an der Northwestern University vor. In ihnen kann Gleichstrom gezielt in mehreren Dimensionen gesteuert werden und so die Funktion der Chips gewechselt werden.

Adaptive Chips aus der Schweiz

Ein ähnlicher Ansatz kommt jetzt aus dem Polytechnikum von Lousanne (EPFL). Leiterbahnen auf einem ferroelektrischem Material von der Breite einiger Atome können damit beliebig gebildet, verschoben oder zum Verschwinden gebracht werden. Legt man Strom an, steigen manche Atome nach oben, andere nach unten. Bislang konnten die so entstehenden „Wälle“ zwischen den polarisierten Zonen nicht kontrolliert werden. Am EPFL machte es jetzt erstmals eine Sandwich aus Platinkomponenten (außen) und dem ferroelektrischem Material (innen) möglich sie gezielt entstehen zu lassen. Dabei sorgen nur schwach leitende Elektroden an dem ferrolektrischem Material für einen langsamen Anstieg der Ladung und so für die nötige Kontrolle.

Die Forscher sehen mit ihrer Methode sogar die Möglichkeit die Art wie unser Gehirn neue Synapsen bildet zu imitieren.

IBM Xenon CPU

IBM's Xenon CPU für die Xbox 360 mit eFuses (Bild: IBM)