Nach Ansicht der Wissenschaftler wird der mit 1,4 Gigahertz getaktete 3D-Prozessor den Weg weisen, wie die Computertechnologie trotz zweidimensionaler Miniaturisierungsgrenzen weiterhin mehr Leistung auf weniger Platz komprimieren kann. “Ich nenne ihn jetzt ‘Cube’, weil es nicht mehr einfach nur ein Chip ist”, betont Eby Friedman, Professor für Elektro- und Computertechnik in Rochester und Mitentwickler des Würfels. Dieser wurde nämlich wirklich dreidimensional optimiert.
Bisherige Ansätze für 3D-Chips hätten einfach reguläre Prozessoren übereinander gestapelt, so die University of Rochester. Das Design der Entwicklung aus Rochester dagegen sei darauf optimiert, alle wesentlichen Funktionen vertikal über die Schichten des Prozessors zu optimieren, wie es klassische 2D-Chips horizontal machen. Dadurch funktionieren der Universität zufolge Synchronität, Stromverteilung und die Signalübertragung über längere Strecken damit erstmals in allen drei Dimensionen voll. “So wird Computing in Zukunft aussehen müssen”, ist Friedman überzeugt. Eine harmonische Zusammenarbeit der drei Prozessor-Schichten des Cubes zu erreichen sei allerdings sehr schwer. Wenn man sich vorstelle, die USA, China und Indien mit ihren unterschiedlichen Gesetzen und Straßenverhältnissen übereinander zu legen und dafür ein allumfassendes Verkehrsleitsystem entwickeln zu müssen, würde dem Wissenschaftler zufolge die Komplexität des Problems für dreidimensionale Mikrochips langsam ersichtlich.
Wesentliche Vorteile versprechen 3D-Chips im Bereich der Miniaturisierung. “Werden wir einen Punkt erreichen, wo Schaltkreise nicht mehr kleiner werden können? Horizontal schon”, fasst Friedman die entsprechende Diskussion zusammen. Die Grenzen in der dritten Dimension würden aber zu seinen Lebzeiten sicher nicht erreicht, damit müssten sich vielleicht seine Enkel auseinandersetzen. 3D-Chips bieten im Prinzip die Möglichkeit, eine ganze Leiterplatte klein zu verpacken, so der Wissenschaftler. Verschiedene Schichten könnten verschiedene Aufgaben übernehmen, wie beispielsweise das Umwandeln von MP3-Dateien in Audiosignale oder die Detektion für eine Digitalkamera. Die Elektronik eines iPods beispielsweise könne auf ein Zehntel der aktuellen Größe geschrumpft und dabei zehnmal schneller werden.
Das Ziel, Computer durch dreidimensionale Prozessoren noch leistungsfähiger zu machen, streben nicht nur Wissenschaftler wie in Rochester an. Auch große Hersteller verfolgen diesen Ansatz und arbeiten an Technologien, die diese Entwicklung begünstigen. IBM-Forscher beispielsweise haben Anfang Juni dieses Jahres eine Wasserkühlung für Computerchips vorgestellt, die sie als vielversprechend insbesondere für 3D-Prozessoren erachten. (pte/jp)