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Mit dem Hackebeilchen zur neuen industriellen Revolution

Dr. Oliver Arnold voim Dresdner Extellenzzentrum cfaed hat den "Tomahawk 2" mitentwickelt - er entwarf den "Koordinator" für die 20 Kerne des Prozessors mit. Foto: Heiko Weckbrodt

Dr. Oliver Arnold voim Dresdner Extellenzzentrum cfaed hat den „Tomahawk 2“ mitentwickelt – er entwarf den „Koordinator“ für die 20 Kerne des Prozessors mit. Foto: Heiko Weckbrodt

Dresdner Forscher zeigen auf Halbleitertagung „DATE“ ihren Tomahawk-Chip für die nächste Mobilfunk-Generation

Dresden, 26. März 2014: Professor Gerhard Fettweis vom TU-Zentrum für fortgeschrittene Elektronik „cfaed“ hat gestern auf der Halbleiter-Tagung „DATE 2014“ im Dresdner Kongresszentrum einen in Sachsen entwickelten Prozessor „Tomahawk 2“ (benannt nach dem indianischen Kriegsbeil) vorgestellt. Der soll Forschern weltweit helfen, den Mobilfunk der 5. Generation (5G) zu entwickeln, mit dem Fettweis das sogenannte „taktile Internet“ und eine „neue industrielle Revolution“ verbunden sieht.

5G-Funk soll deutsche Roboter-Fabriken vernetzen

Prof. Gerhard Fettweis tüftelt in der Informatik-Fakultät der TU Dresden an der Nanoelektronik von übermorgen - nachdem er sich zuvor als LTE-Koryphäe ausgetobt hatte. Abb.: hw

Prof. Gerhard Fettweis. Abb.: hw

Dieser LTE-Nachfolgestandard soll extrem reaktionsschnell sein und Daten mit Geschwindigkeiten übertragen, die heute nur von Glasfasern erreicht werden. Damit soll es möglich sein, so Fettweis, zum Beispiel hochautomatisierte Auto-Fabriken mit drahtlos vernetzten Robotern auszurüsten, die sich in Sekundenschnelle auf neue Automobilmodelle nach Kundenwunsch umstellen können. Damit kehre Deutschland gewissermaßen zum Manufakturbetrieb zurück, mein der Professor – nur eben auf einem hochtechnologisierten und sehr effizientem Niveau. „Das geht über die ,Industrie 4.0′, über die soviel geredet wird, deutlich hinaus“, betonte der TU-Professor. 5G-Netzwerke haben seiner Meinung nach das Potenzial, eine gesellschaftliche Transformation einzuleiten.

Kurzvideo „Tomahawk 2“ (hw):

20-Kern-Prozessor konfiguriert sich in Nanosekunden neu

Um diese 5G-Mobilfunksignale auswerten zu können, werden allerdings auch neue Computerchips à la „Tomahawk 2“ benötigt. Der wurde von TU-Forschern entworfen und beim taiwanesischen Auftragsfertiger „TSMC“ in 65-Nanometer-Technik produziert. Er verfügt über 20 Rechenkerne, die Rechenaufgaben und Signalauswertungen besonders schnell und parallel abarbeiten können, ohne sich gegenseitig zu behindern. Und anders als heutige Mehrkern-Chips, die bereits auf dem Markt erhältlich sind, kann der „Tomahawk 2“ die Stromzufuhr zu jedem Kern einzeln binnen Nanosekunden hoch- oder runterregeln, um Energie zu sparen. Er verbraucht dadurch nur zwischen 250 Milliwatt und ein 1 Watt. Zwar beherrschen auch heutige Intel- und AMD-Chips prinzipiell diese Umschalt-Technik, brauchen dazu aber etwa 1000 Mal länger.

Professor will Tomahawk-Firma ausgründen

In die Massenproduktion wird der „Tomahawk 2“ allerdings wahrscheinlich nicht gehen – er ist als Forschungs-Prozessor für Entwickler gedacht. Allerdings avisierte Fettweis eine mögliche Firmenausgründung aus dem cfaed, die sich auf die Tomahawk-Reihe konzentrieren soll.

Marktvolumen für engebettete Computersysteme „explodiert“

Neben dem Tomahawk zeigt das cfaed auf der DATE in Dresden auch Antennensysteme, mit denen sich die Platinen von Server-Rechnern drahtlos und energiesparend vernetzen können. Foto: Heiko Wecxkbrodt

Neben dem Tomahawk zeigt das cfaed auf der DATE in Dresden auch Antennensysteme, mit denen sich die Platinen von Server-Rechnern drahtlos und energiesparend vernetzen können. Foto: Heiko Wecxkbrodt

Die Chancen, die sich aus solchen neuen Chip- und Funkansätzen für Industrie, aber auch für Konsumelektronik, automatische Autos und weitere Lebenssphären ergeben, sind ein zentrales Thema der Halbleitertagung „DATE 2014“ (Design, Automation & Test in Europe“), für die insgesamt rund 2000 Wissenschaftler und Industrievertreter aus aller Welt ins Internationale Kongresszentrum Dresden gekommen sind. Ebenfalls auf der Tagesordnung steht der „explodierende Markt“ für sogenannte „eingebettete“ Computerchips in Autos, Medizintechnik und anderen Maschinen und Geräten.

Außerdem stehen Diskussionen von Forschern und Industrieingenieuren über den immer komplexeren Entwurf von Computerchips und mögliche Zukunftstechnologien für die Nanoelektronik jenseits der siliziumbasierten Chips auf dem Programm – zum Beispiel Sintronik und Quantencomputer. Und insofern ist der Tagungsname „DATE“ auch im englischen Wortsinn von „Verabredung“ zu verstehen: „Hier haben Wissenschaftler und Industrie die Gelegenheit, sich zu treffen und sich auszutauschen“; betonte Prof. Luca Fanucci von der Uni Pisa. Autor: Heiko Weckbrodt

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