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Der Strom sparende Chip als Zukunft mobiler Geräte

11.02.2009 | 07:15 Uhr |

Wenn es nicht auf hohe Signal-Genauigkeit ankommt, sieht die elektronische Zukunft grün aus.

Integrierter Schaltkreis
Vergrößern Integrierter Schaltkreis

Auf der ICCSS-Konferenz in San Francisco haben Forscher aus Texas und Singapur as Konzept eines stromsparenden Chips vorgestellt, der im Vergleich zu herkömmlichen Chips den Stromverbrauch um den Faktor 30 reduziert. Geräte, die mit diesem Chip ausgestattet sind, müssen statt täglich nur noch einmal im Monat aufgeladen werden, berichtet Networld .

Der spezielle Halbleiter-Chip PCMOS (probabilistic complementary metal-oxide semiconductor) wurde in Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen von Prof. Krishna Palem von der Rice-Universität in Houston und Prof. Yeo Kiat Seng von der Nanyang-Universität in Singapur entworfen. Das Projekt wird von DARPA und Intel finanziert.

Herkömmliche Chips kämpfen mit dem Problem, dass je kleiner der Chip ist, desto höher ist die Empfindlichkeit gegen Elektrorauschen. Um das zu übertragende Signal von diesem Hintergrundrauschen sauber zu trennen, wird in der Regel das Signal verstärkt und mehr Strom verbraucht. Der neu entwickelte Chip hingegen basiert statt auf Boole’scher Logik auf einem Wahrscheinlichkeitsprinzip. Die Fehlerrate im Signal wird in schlichtweg Kauf genommen. Dadurch erreicht der neue Chip eine bis zu siebenfache Geschwindigkeit bei einem Stromverbrauch von nur einem Dreißigstel gegenüber derzeitigen Chips.

Idealerweise findet ein solcher Stromspar-Chip Einsatz als programm-spezifischer integrierter Schaltkreis (APIC, application specific integrated circuits) in batteriebetriebenen Geräten, deren Programme keine hundertprozentige Genauigkeit voraussetzen. Ein Beispiel ist Video-Streaming auf einem Smartphone. Auf dem relativ kleinen Display mit niedriger Auflösung korrigiert das menschliche Gehirn automatisch die Fehler des Übertragungssignals, wie Lücken im Bildaufbau oder Artefakte.

Auf der anderen Seite ist diese Neuentwicklung ungeeignet, wenn es auf Genauigkeit ankommt. So kann er zwar nie als CPU, aber für Video-Karten oder elektronische Spielzeuge eingesetzt werden.

Palem betont, dass die Ziele der PCMOS Chip-Entwicklung mehr und mehr umweltfreundliche Computer sind. "Der Fokus liegt auf der Entwicklung von Anwendungen, die mit PCMOS.-Cips genauso gut oder besser als mit herkömmlicher Technologie funktionieren, aber nur einen Bruchteil der Energie verbrauchen werden."

Der stromsparende Chip soll in vier Jahren marktreif sein.

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