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Drähte der Zukunft
Veröffentlicht am 07.02.2005 11:54:28

Erstmals seit dessen Erfindung befürchten Experten, dass das Moore’sche Gesetz, nach dem sich die Prozessorleistung alle achtzehn Monate verdoppeln soll, seine Gültigkeit verliert. Normalerweise dreht es Wissenschaftlern den Magen um, wenn gewohnte Gesetze nicht mehr anwendbar sind, in diesem Fall gerät allerdings die Industrie in Aufruhr, schließlich ist in so einem Fall zu befürchten, dass selbst die kaufgewohntesten unter den Konsumenten nur mehr alle paar Jahre einen neuen Computer benötigen werden. Die Wissenschaftler dagegen freuen sich sogar, schließlich werden sie gut bezahlt um mit neuen Innovationen dem lieben Herrn Moore wieder auf die Sprünge zu helfen. Momentan haben besonders jene von HP Grund zum Jubeln, ist ihnen doch möglicherweise ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen.
Das große Problem bei einer weiteren Steigerung der Prozessorleistung ist bekanntlich, dass der damit in aller Regel einhergehenden Verkleinerung der Transistoren Grenzen gesetzt sind. Im Nanometerbereich (eine Eins mit neun Nullen davor(!)) verlieren sie ihre Zuverlässigkeit, was ein anderes Konzept nötig macht.
Dieses soll, zumindest wenn es nach HP geht, „Crossbar Latch“ heißen und scheint auf den ersten Blick überaus simpel. Eine einige Nanometer breite signalführende Leitung wird mit weiteren Kontrollleitungen gekreuzt. Dabei befindet sich an den Kreuzungspunkten zwischen den „Drähten“ mehrere Schichten mit unterschiedlichen Materialien, die eine Beeinflussung der Signalleitung durch die beiden anderen ermöglicht. Durch entsprechende Beschaltung der Kontrollleitungen ist es nun möglich ein „NOT“-Gate zu erzeugen, eines der wichtigsten Grundgatter für die Realisierung beliebiger Schaltkreise.

Da es den Forschern von HP bereits gelungen ist, die beiden weiteren notwendigen Basisgates, das AND- und OR-Gate zu erzeugen, steht einer ersten komplexeren Schaltung theoretisch nichts mehr im Weg, leider aber nur theoretisch. Praktisch gesehen wir es noch Jahre interdisziplinärer Forschung und Entwicklung brauchen bis der erste Chip mit „Crossbar Latches“ funktionieren wird. Quantenphysiker müssen die Schaltungen so auslegen, dass sie auch bei diesen Größen noch funktionieren, Technologen und auch Chemiker müssen eine kostengünstige Herstellung ermöglichen und, noch viel entscheidender, fehlertolerante Algorithmen und Strukturen müssen so miteinander verbunden werden, dass die Schaltungen auch trotz einer Vielzahl von Fehlern, die nicht zuletzt wegen der extremen Miniaturisierung verstärkt auftreten werden, trotzdem noch funktionieren. Der Quantenphysiker und Patenthalter der „Crossbar-Latches“ Philip J. Kuekes ist dennoch zuversichtlich, dass seine Entwicklung ihren Weg machen wird: „Auch wenn es noch Jahre dauern wird, könnte die Technik den Transistor ablösen, so wie dieser die Röhre und jene zuvor das Relais abgelöst hat.“ Bis dahin bleibt der Pensionist Transistor aber noch im Amt – in Moore’s Jahren gerechnet, versteht sich.

HP Crossbar

Paul Müllner

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