Zürich - Im Rahmen des Sinergia-Programms fördert der Schweizerische Nationalfonds das dreijährige Forschungsvorhaben REPCOOL. Unter der Leitung von IBM Research - Zürich arbeiten in diesem Projekt Wissenschaftler der ETH Zürich, des Paul Scherrer Instituts in Villigen und der Università della Svizzera italiana in Lugano gemeinsam an der Erforschung eines "elektronischen Blutkreislaufs" für zukünftige 3D-Computerchips. Vom menschlichen Gehirn inspiriert, entwickeln die Forscher ein Mikrokanalsystem mit einer elektrochemischen Flussbatterie, die 3D-Chipstapel gleichzeitig kühlen und mit Energie versorgen. Ultimatives Ziel ist die Entwicklung eines Supercomputers in PC-Grösse.
Dieser bahnbrechende Ansatz nimmt sich den Aufbau und die Versorgung des Gehirns als Vorbild, das über Blutkapillaren einerseits gekühlt und andererseits mit Energie versorgt wird. Dadurch ist unser Gehirn rund 10 000-mal dichter und 10 000-mal energieeffizienter als die besten Computer heute. "Wenn wir Wissen aus der Biologie mit unserer Expertise in Chiptechnologie verbinden, sind wir fähig, effiziente und leistungsfähige Computersysteme zu entwickeln, die das Beste aus Natur und Technologie in sich vereinen", erklärt Dr. Bruno Michel, Leiter der Forschungsgruppe Advanced Thermal Packaging am IBM Forschungszentrum in Rüschlikon. Die Forscher sind überzeugt, dass mit ihrem Ansatz ein heutiger Computer mit einer Leistung von 1 PetaFlop/s von der Grösse eines Schulzimmers auf die Grösse eines durchschnittlichen PCs bzw. auf rund 10 Liter Volumen reduziert werden kann.
Energieeffizienz und Leistung von Computern steigern, Zetascale-Systeme
Bisher verdoppelten sich nach dem Mooreschen Gesetz circa alle 18 Monate die Transistorenanzahl auf einem Chip und damit die Computerleistung - gleichzeitig wuchs jedoch auch der Stromverbrauch. In den nächsten Jahrzehnten soll diese Entwicklung bis hin zu Zetascale-Systemen vorangetrieben werden. Solche Systeme sind in der Lage 10E21 - eine eins mit 21 Nullen - Rechenoperationen pro Sekunde durchzuführen, rund 30 000-mal mehr als derzeitige ...