Rechnen mit Abwärme
Kontrollierte und verstärkte Wärmesignale führen logische Rechenoperationen aus.
Durch eine geschickte Kombination verschiedener Materialien lässt sich die Abwärme von technischen Geräten zum Rechnen nutzen. Das zeigen Physiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Central South University in China anhand von umfangreichen Berechnungen und Simulationen. Mit dem neuen Ansatz lassen sich Wärmesignale gezielt steuern und für den Einsatz in energieschonender Datenverarbeitung verstärken.
Durch alle technischen Geräte fließt elektrischer Strom. Dabei entsteht Wärme und Energie geht verloren. „Seit Jahrzehnten sucht man nach Methoden, um diese verlorene Energie wieder in Elektronik zu nutzen“, sagt der Physiker Jamal Berakdar. Das sei eine äußerst anspruchsvolle Herausforderung, da Wärmesignale nur sehr schwer lenkbar und kontrollierbar seien. Beides sind jedoch wichtige Bedingungen, um Daten auf Basis von Wärmesignalen zuverlässig verarbeiten zu können. Gemeinsam mit zwei Kollegen der chinesischen Central South University führte Berakdar umfangreiche Berechnungen durch.
Die Idee: Anstatt herkömmlicher elektronischer Schaltkreise kommen nicht leitende magnetische Streifen in Verbindung mit einem normalen Metallabstandshalter zum Einsatz. „Diese ungewöhnliche Kombination ermöglicht es, Wärmesignale kontrolliert zu führen und zu verstärken, um so logische Rechenoperationen und Wärmedioden zu betreiben“, so Berakdar. Ein Nachteil der neuen Methode ist allerdings ihre Geschwindigkeit.
Mit diesem Verfahren erreichen wir keine Rechengeschwindigkeit, wie wir sie in modernen Smartphones haben“, so Berakdar. Deshalb sei die neue Methode vermutlich weniger für den Einsatz für Alltagselektronik relevant, sondern vielmehr für die eine neue Generation von Rechenmaschinen, mit denen energiesparende Berechnungen durchgeführt werden sollen. „Unsere Technologie kann einen Beitrag zur Energieeffizienz in der Informationstechnologie leisten, indem sie Überschusswärme sinnvoll nutzt“, sagt Berakdar.
MLU Halle Wittenberg / JOL