Zurechtstutzen macht Chips effizienter

Das macht sie zwar etwas fehleranfälliger, hat aber gewaltige Vorteile. "Wir konnten zeigen, dass wir so die Leistung steigern und gleichzeitig den Energieverbrauch drücken können", sagt Krishna Palem, Informatikprofessor an der Rice University . Das funktioniert bei anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen, die in Hörgeräten, Kameras und anderen Multimedia-Geräten zum Einsatz kommen.

Die Arbeit, an dem auch das Schweizer Center for Electronics and Microtechnology (CSEM ) beteiligt war, setzt auf Wahrscheinlichkeiten. Grundsätzlich kommt es nämlich zu mehr Rechenfehlern, wenn Teile eines Chips einfach fehlen. Wenn nur an den richtigen Stellen zurechtgestutzt wird, ist es aber möglich, die Wahrscheinlichkeit von Fehlern relativ gering zu halten. Dem CSEM-Forscher Christian Enz zufolge ist es bei Prototypen beispielsweise gelungen, innerhalb sinnvoller Toleranzgrenzen gängiger Anwendungen in den Bereichen optischer und akustischer Wahrnehmung zu bleiben.

Um zu zeigen, wie effektiv das Pruning ist, haben die Forscher bei ihren Prototypen gleichzeitig normale und zurechtgestutzte Schaltkreise gefertigt und miteinander verglichen. Ersten Tests zufolge sind letztere mindestens doppelt so schnell, verbrauchen aber nur halb so viel Energie und benötigen auch nur halb so viel Platz wie die klassischen Schaltkreise. Die Forscher hoffen, dass sie diese ohnehin beeindruckenden Werte noch weiter steigern können.

Der aktuelle Stand der Forschung wurde diese Woche im Rahmen der Elektronikkonferenz DATE  präsentiert. Im Sommer wollen die Forscher damit beginnen, mit ihrer Methode einen wirklich anwendungstauglichen Chip für ein Hörgerät zu entwerfen. Die Erwartungen sind groß. Denn mit dem Ansatz sind nnach Ansicht des Teams "anwendungsspezifische integrierte Schaltkriese für Hörgeräte möglich, die vier bis fünf mal länger mit einer Batterie auskommen als jetzige Modelle", so Palem.