CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

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DIe CPU-Herstellung könnte sich relativ bald ändern - von Silizium zu Kohlenstoff-Nanoröhren.
Quelle: Intel

Die Verdoppelung der Transistorenanzahl bei Prozessoren in ein bis zwei Jahren, auch Moore'sches Gesetz genannt, war in letzter Zeit nicht mehr erreichbar. Forscher am MIT könnten das jedoch mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen wieder ändern.

Wie Technology Review meldet, hat ein Team von Wissenschaftlern es Massachusetts Institute of Technology (MIT) Ende August den weltweit modernsten Chip vorgestellt, der aus Kohlenstoffnanoröhren besteht. Diese CPU liefert einen Hinweis auf eine mögliche Alternative zu den bisherigen Silizium-basierten Rechnern. Diese sind in den letzten Jahren an technische Grenzen gestoßen, da bei Elementen mit nur wenigen Atomen Größe Leckströme entstehen, so die Effizienz sinkt und teilweise Ausfälle durch die entstehende Wärme möglich sind.

Dagegen benötigen Transistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren nur ein Zehntel der Energie, was die Lebensdauer von Geräten deutlich verbessern könnte. Zudem sind die neuen Transistoren auch noch schneller. Doch auch diese Technik hat ihre Probleme, beispielsweise bei der Herstellung. Das Team am MIT scheint nun aber mehrere der größten Hürden für die Massenproduktion überwunden zu haben.

Probleme bei der Herstellung von Nanoröhren

Dazu gehört auch, die Herstellung zu verbessern, damit weniger Nanoröhren entstehen, die wie ein Draht funktionieren und mehr der Art, die wie ein Halbleiter arbeitet. Außerdem müssen Monoschichten der Nanoröhren produziert werden, obwohl diese eher zusammengelagert entstehen. Max Shulaker am MIT hat nun mit Forschungsgeldern der DARPA und seinem Team einen 16-Bit-Prozessor entwickelt, der aus mehr als 14.000 Transistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren besteht.

Bemerkenswert ist, dass die Herstellung mit Geräten möglich ist, mit der herkömmliche Siliziumchips produziert werden. Besonders leistungsfähig ist die neue CPU allerdings nicht, denn für moderne Software wären Milliarden an Transistoren notwendig. Bislang reicht es nur, um ein einfaches "Hello World" auszugeben.

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    • Kommentare (34)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Suffwurst Kabelverknoter(in)
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Schon kras was mein nicht wirklich ernstgemeinter Post für eine Diskussion ausgelöst hat. Ich freue mich über jeden Technologischen Fortschritt aber ich hoffe das wir uns auch bald gedanken machen wir wir technologischen Fortschritt so gestalten das er uns auch wirklich weiterbringt und nicht dafür sorgt Kriege auszulösen oder Profitgeilen geiern zu helfen (Medizin etc.) sondern uns Menscheheit als gesamtheit zu unterstützen. Ich denke das wir in den nächsten 30 Jahren viele Veränderungen mitmachen werden und sich einiges Verändern wird.
      • Von Suffwurst Kabelverknoter(in)
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Schon kras was mein nicht wirklich ernstgemeinter Post für eine Diskussion ausgelöst hat. Ich freue mich über jeden Technologischen Fortschritt aber ich hoffe das wir uns auch bald gedanken machen wir wir technologischen Fortschritt so gestalten das er uns auch wirklich weiterbringt und nicht dafür sorgt Kriege auszulösen oder Profitgeilen geiern zu helfen (Medizin etc.) sondern uns Menscheheit als gesamtheit zu unterstützen. Ich denke das wir in den nächsten 30 Jahren viele Veränderungen mitmachen werden und sich einiges Verändern wird.
      • Von scorplord Software-Overclocker(in)
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Zitat von Xeandro
        Wie mein Lehrer an der Techniker-Schule zu sagen pflegte:
        "Schätzen Sie meine Herren! Sie können sich nicht so sehr verschätzen wie sich verrechnen können!"

        Und er hat so oft Recht behalten!
        Ein Gesunder Menschenverstand kann Ergebnisse und Situationen abwägen. Nicht auf 3 Nachkommastellen aber sehr oft genau genug um damit weiter arbeiten zu können.

        BTT:
        Spannendes Thema vor allem da die Forscher es geschafft haben bestehende Produktionstechnologie weiter zu nutzen. Ist nur die Frage wann es Marktreife erlangen könnte und wie hoch die Kosten pro Chip im Vergleich zu Silizium sein werden. Gäbe es denn auch Leistungsvorteile gegenüber Silizium?
        Wirkliche Leistungsvorteile werden überschaubar sein und in Schritten kommen wie wir sie auch bei Silizium sehen aktuell. Man kann das Zeug nicht beliebig schnell schalten. Fast alle vergessen immer das ein einzelner Si-Transistor auch locker 20 GHz mitmachen kann. Aber die Leitungen die drumherum Nebeneffekte erzeugen (Parasitäre Kapazität als beispielhaftes Stichwort) sorgen dafür das es nicht geht. Und von der Taktbarkeit und dem Energieverbrauch abgesehen hat das Material nicht allzu viel Einfluss auf die Leistung. Der Rest kommt eher über Sachen wie Fertigung, Architektur, Befehlssätze. Fertigung ist bei allen Materialien ähnlich eingeschränkt wie bei Si. Denke die meisten Zuwächse an Leistung wird uns das Material bringen welches eine sehr gute Energieeffizienz hat, damit leicht zu kühlen ist und dadurch sich im Idealfall im 3D Verfahren fertigen lässt (also Transistoren stapeln).
        Ansonsten müssen völlig neue Ansätze her wie halt Quantenprozessoren und da ist die Frage wie schnell und gut da die Forschung voran schreitet. Auch um zu erfahren ob es überhaupt geeignet ist.
      • Von empy Lötkolbengott/-göttin
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Zitat von xDave78
        Eben. Selbst wenn man mit Einsatz dieser Technologie als Zwischenstep eine Hybrindlösung ermöglicht hat man in Sachen Effizienz einen Schritt gemacht und kann schon einmal mit der Technik arbeiten und optimieren um sie irgendwann als vollwertigen Ersatz verwenden zu können.
        Hybrid könnte ich mir hauptsächlich in der Form vorstellen, dass zunächst Speicher daraus hergestellt wird. Speicher ist eigentlich in der Massenproduktion immer als erstes dran, weil er sehr homogen ist. Eventuell halt als Cache zu einer Silizium-CPU, aber da wird man sehen müssen, wie sich das wirklich kombinieren lässt. Wenn sich erstmal alles, also auch komplexere Schaltungen, in vergleichbarer Größe in Kohlenstoff abbilden lassen, wird es vermutlich langsam losgehen.
      • Von derneuemann Lötkolbengott/-göttin
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Zitat von Xeandro
        In Bezug auf was? Aktuelle Technologie von Intel Nvidia und AMD oder in Entwicklung befindlicher vergleichbarer Technologie auf Silizium-Basis über die kaum einer Bescheid weiß.

        Falls ich was überlesen habe mich bitte mit der Nase draufstoßen!
        Hast Recht, das nimmt soweit keinen Bezug auf irgendwas, leider! Alles weitere ist Interpretation und somit auch unter Umständen nur Wunschdenken.
      • Von xDave78 Software-Overclocker(in)
        AW: CPUs: Nanoröhrchen könnten Moore'sches Gesetz wiederbeleben

        Zitat von empy
        Leistungsfähiger schon, sonst könnte man sich das ganze sparen. Eine gewisse Mindestzahl ist auf jeden Fall nötig, um die Logik abzubilden, aber ein Großteil der Transistoren ist optional zur Leistungssteigerung. Den genauen Faktor, den man an Transistoren einsparen könnte, weil die Kohlenstofftransistoren leistungsfähiger sind, kann ich dir aber leider nicht sagen. Ist auf jeden Fall spannend.
        Eben. Selbst wenn man mit Einsatz dieser Technologie als Zwischenstep eine Hybrindlösung ermöglicht hat man in Sachen Effizienz einen Schritt gemacht und kann schon einmal mit der Technik arbeiten und optimieren um sie irgendwann als vollwertigen Ersatz verwenden zu können.
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