Science
12/14/2018

Neue Technologie könnte Computer ohne Abwärme ermöglichen

Neue Erkenntnisse auf verschiedenen Gebieten könnten schon bald zu effizienteren Rechnern führen.

Computer sind keine sonderlich effizienten Maschinen. Ein großer Teil der Energie, die wir hineinstecken geht in Form von Wärme, die durch den elektrischen Widerstand entsteht, verloren. Das verschwendet nicht nur eine Menge Energie, sondern setzt auch der Konstruktion schnellerer Computer Grenzen. Zudem muss für eine aktive Kühlung oft noch zusätzliche Energie investiert werden. In den vergangenen Monaten haben Forscher aber Fortschritte bei Transistoren, Supraleitern und Chipkonstruktionen gemacht, die den Weg zu Rechnern ebnen könnten, die keine Wärme abgeben, wie Network World berichtet.

Forscher am Lawrence Berkeley National Lab in den USA haben ein Material aus Natrium und Bismut gefunden, das Strom bei Zimmertemperatur praktisch verlustfrei leitet, obwohl es kein echter Supraleiter ist. Das bedeutet, dass auch die Wärmeentwicklung vernachlässigbar ist. Die Forscher haben bereits gezeigt, dass sich das Natriumbismutit zur Herstellung neuartiger Transistoren eignet.

Spintronik

Andere Forscher arbeiten an ganz neuen Ansätzen der Informationsverarbeitung. "Spintronik" nutzt statt der elektrischen Ladung eines Elektrons sein magnetisches Moment, um Berechnungen anzustellen. "Magnetisch codierte Information kann im Prinzip ohne Wärmeentwicklung transportiert werden, wenn man die magnetischen Eigenschaften von Elektronen, den sogenannten Elektronenspin, nutzt", wie Forscher der Universität Konstanz in Deutschland in einem Artikel schreiben. Die Wissenschaftler haben zuletzt einen Weg gefunden, um ein solches System praktisch umzusetzen.

Ein weiterer Weg, die Abwärme zu reduzieren, ist, das Design heutiger Computerchips anzupassen. Das könnte etwa durch die Integration von Mikrokanälen funktionieren, durch die ein Kühlmittel fließen kann. Dieser Ansatz schafft das problem nicht komplett aus der Welt und löst es auch nicht zur Gänze, er ließe sich aber vergleichsweise einfach in gängige Produktionsprozesse integrieren.  Bis Computer ohne Abwärme funktionieren, wird es noch lange dauern, aber es gibt Ideen und erste praktische Ansätze, um dieses Ziel zu erreichen, wie die geannten Beispiele zeigen.