08.08.2019

Ein Reißbrett für die Nanotechnologie

Auszeichnung für Software zum vollautomatischen Entwurf zukunftsweisender Nanotechnologien.

Computerchips, wie man sie zum Beispiel in Smartphones und Laptops findet, werden immer kleiner und leistungsfähiger. Gleichzeitig steigt jedoch auch die Energieabgabe pro Flächen­einheit enorm. Moderne Prozessoren haben schon heute die Energiedichte eines Kern­kraftwerks erreicht. Ohne entsprechende Kühlung würden sie im Betrieb sofort durchbrennen. In der Informatik ist man sich einig, dass die Grenze des technisch Machbaren mit dieser herkömmlichen Art von Computerchips, die auf Transistoren aus Silizium basieren, in naher Zukunft erreicht sein wird. 
 

Abb.: Marcel Walter von der Universität Bremen (Bild: DFKI GmbH / E. Jungmann)
Abb.: Marcel Walter von der Universität Bremen (Bild: DFKI GmbH / E. Jungmann)

Eine vielversprechende Alternative stellt die Nanotechnologie dar, welche mit elektrischen und magnetischen Feldern statt mit Stromfluss arbeitet. Auf diese Weise erzielt sie einen um mehrere Größenordnungen geringeren Energie­verbrauch. Zugleich stellt sie aber auch die Art, wie Computerchips in den letzten Jahrzehnten entworfen wurden, komplett auf den Kopf, sodass etablierte Methoden nicht mehr nutzbar sind. Daher treiben Forscher weltweit heute nicht nur die Weiterentwicklung der Nanotechnologie selbst voran, sondern arbeiten auch an neuartigen Entwurfswerkzeugen. 

Auch in Bremen werden innovative Methoden für den Entwurf von Nanotechnologien erfolgreich erforscht: Zusammen mit Wissenschaftlern der Johannes Kepler Universität Linz haben Forscher der Arbeitsgruppe Rechner­architektur der Universität Bremen sowie des Forschungs­bereichs Cyber-Physical Systems am Deutschen Forschungs­zentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) – beide unter Leitung von Rolf Drechsler – die Software „fiction“ entwickelt. 

Diese ermöglicht es, praktisch relevante Entwürfe vollautomatisch, statt wie bisher mühsam „per Hand“, zu generieren. Die Software, welche auch online zur Verfügung steht, verbindet disziplin­übergreifende Expertise aus der Nanotechnologie und der Informatik. Für ihre Arbeit wurden Marcel Walter (Universität Bremen), Robert Wille (Johannes Kepler Universität Linz & DFKI GmbH), Frank Sill Torres (DFKI GmbH), Daniel Große (Universität Bremen & DFKI GmbH) und Rolf Drechsler (Universität Bremen & DFKI GmbH) nun auf dem IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI (ISVLSI), das vom 15. Bis 17 Juli 2019 in Miami (USA) stattfand, ausgezeichnet. Dabei erhielten sie den Best Research Demo Award für die Präsentation ihres Entwurfs­werkzeugs. 

DFKI / DE
 

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