Die Halbleiter werden selbständig

Für künftige Hochleistungsrechner werden schnellere Komponeten gebraucht. Sun Microsystems hat sein Augenmerk im Rahmen eines Supercomputerprojekts der DARPA, der Forschungsabteilung der US-Armee, auf die Kommunikation zwischen den einzelnen Halbleiter gelegt. Statt über verdrahtete Verbindungen, die heute oft einen Flaschenhals bilden, sollen künftige Chips demnach per Funk viel grössere Datenmengen austauschen können. Proximity Communication nennt Sun die Technik, die auch weniger Energieverbrauch verspricht und das Auswechseln defekter Halbleiter erleichtert, da sie nicht mehr entdrahtet werden müssen.

Das Problem der heutigen Technik, bei der Chips über Metallpins mit dem Motherboard verbunden werden, ist weniger die Leistungsfähigkeit der einzelnen Drähte als ihre Grösse, die die mögliche Anzahl von Verbindungen beschränkt, wie der zuständige Forschungsleiter bei Sun, Robert Drost, erklärt. Mit der Funktechnik müssen Chips einfach nebeneinander gelegt werden, um kommunizieren zu können. Auf gleichem Raum können so viel mehr Verbindungen aufgebaut werden. Die Technik beruht auf sogenannter Kapazitäts-Kupplung, die zwischen nahe beieinanderliegenden, elektrisch geladenen Teilen entsteht.

Auf eine ganz andere Art will IBM künftig ihre Chips beschleunigen. Die Technik eFuse beruht auf mikroskopischen Sicherungen und Algorithmen. Erkennt das System beispielsweise eine Überlastung des Prozessorkerns, kann automatisch ein zusätzlicher Bereich freigeschaltet werden, der die Spitze abfedert. Die Beschleunigung der Halbleiter erfolgt demnach über eine Optimierung der Verbindungen zwischen den Schaltkreisen. Dies hilft nebenbei auch Strom zu sparen. Zudem sollen die Chips fehlerhafte Bereiche selber abschalten können. Auch ein Beschleunigen von zu langsamen oder Bremsen von zu schnellen Schaltkreisen soll mit eFuse möglich sein. Künftig wird die Technologie in Power-5-CPUs und in Chips mit integriertem DRAM zum Einsatz kommen. Für die Herstellung der eFuse-Halbleiter sind keine speziellen Materialien oder Fertigungsanlagen nötig.