19.01.2006, 20:57 Uhr
Drahtlos von Chip zu Chip
In der Forschungsabteilung von Sun Microsystems wird eine drahtlose Kommunikationstechnik für Chips entwickelt.
Bei der Proximity Communication genannten Verbindungstechnik rücken die Chips bis auf wenige Mikrometer zusammen. Durch die Kopplung der geladenen Teilchen werden Daten über den Zwischenraum übermittelt. Um exakt einander gegenüberzuliegen, verändern die Sende- und Empfangsteilchen automatisch ihre Position.
Eine Technik, die in der Forschungsabteilung von Sun Microsystems, den Sun Labs, ausgebrütet wird, hat das Potenzial, den Chipbau zu revolutionieren. «Proximity Communication» heisst das Konzept, das von einer Gruppe von Sun-Wissenschaftlern rund um Robert Drost entwickelt wird. Es sieht vor, dass Daten nicht mehr über Drähte von Chip zu Chip wandern, sondern drahtlos von Prozessor zu Prozessor springen. Damit dies möglich wird, müssen die Halbleiter sehr nahe zusammenrücken.
Bei einem Abstand von weniger als 20 Mikrometern kommt der physikalische Effekt der kapazitiven Kopplung zum Tragen. Dabei interagieren zwei elektrisch geladene Teilchen untereinander. Derselbe Effekt ist etwa auch für den Informationsaustausch im Nervensystem verantwortlich, wenn eine Neurone mit einer benachbarten kommuniziert.
Bei einem Abstand von weniger als 20 Mikrometern kommt der physikalische Effekt der kapazitiven Kopplung zum Tragen. Dabei interagieren zwei elektrisch geladene Teilchen untereinander. Derselbe Effekt ist etwa auch für den Informationsaustausch im Nervensystem verantwortlich, wenn eine Neurone mit einer benachbarten kommuniziert.
Drahtlos von Chip zu Chip
So simpel die Idee tönt, so komplex ist die praktische Umsetzung. Denn die sendenden und empfangenden Teile des Chips müssen exakt gegenüber positioniert werden. Doch Hitze und Vibration machen einer noch so präzisen Aufstellung schnell den Garaus. Durch eine «elektronisches Ausrichten» genannte Technik können Sender und Empfänger ihre Positionen so verändern, dass sie nach -einer Verschiebung wieder miteinander kommunizieren. «Durch dieses Verfahren lässt sich das ganze Konzept der Proximity Communication erst praktisch realisieren», meint Drost. Als Zeitpunkt für die Marktreife nennt Sun die Jahre 2008 oder 2009.
Dadurch könnte ein wichtiger Flaschenhals des heutigen Chipdesign überwunden werden. Während sich die Geschwindigkeit innerhalb von Prozessoren nach dem Mooreschen Gesetz alle 18 Monate verdoppelte, konnte der Input/Output-Speed nur um fünf bis zehn Prozent pro Jahr zulegen. Mit Proximity Communication könnte die Geschwindigkeit zwischen den Prozessoren schlagartig an das Tempo, das innerhalb des Chips herrscht, angepasst werden. Neben der Schnelligkeit bietet Drosts Verfahren einen weiteren Vorteil: Mehrere kleinere Chips könnten die Aufgaben eines grossen Prozessors untereinander aufteilen. Heute werden dagegen so viele Funktionen wie nur möglich auf einen Chip gepackt, was die Produktionskosten explodieren lässt, weil es immer schwieriger wird, fehlerfreie Chips herzustellen. Mit Proximity Communication könnten dagegen viele kleine, billiger zu produzierende Prozessoren zu einer CPU zusammengeschaltet werden.
Dadurch könnte ein wichtiger Flaschenhals des heutigen Chipdesign überwunden werden. Während sich die Geschwindigkeit innerhalb von Prozessoren nach dem Mooreschen Gesetz alle 18 Monate verdoppelte, konnte der Input/Output-Speed nur um fünf bis zehn Prozent pro Jahr zulegen. Mit Proximity Communication könnte die Geschwindigkeit zwischen den Prozessoren schlagartig an das Tempo, das innerhalb des Chips herrscht, angepasst werden. Neben der Schnelligkeit bietet Drosts Verfahren einen weiteren Vorteil: Mehrere kleinere Chips könnten die Aufgaben eines grossen Prozessors untereinander aufteilen. Heute werden dagegen so viele Funktionen wie nur möglich auf einen Chip gepackt, was die Produktionskosten explodieren lässt, weil es immer schwieriger wird, fehlerfreie Chips herzustellen. Mit Proximity Communication könnten dagegen viele kleine, billiger zu produzierende Prozessoren zu einer CPU zusammengeschaltet werden.
