Technologiedurchbruch bei IBM-Forschung
… an ultra-schnellem Ethernet macht doppelte Internetgeschwindigkeit mit 100 Gigabit/s möglich.
Neuer Analog-Digital-Wandler (ADC) bis zu 60 Prozent schneller bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch. Schnellere Datenübertragung in Smartphones, Tablets und Supercomputern und Verdoppelung der Internetgeschwindigkeit auf bis zu 100 Gigabit pro Sekunde.
IBM-eigene Innovation
Wissenschaftler von IBM Research in Zürich und der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) veröffentlichen einen wichtigen Technologiedurchbruch im Bereich der Signalverarbeitung. Der neu entwickelte Analog-Digital-Wandler kann dazu beitragen, die Internetgeschwindigkeit auf 100 Gigabit pro Sekunde (Gb/s) zu steigern und damit die aktuell auf dem Markt verfügbare Geschwindigkeit zu verdoppeln.
Der neue Analog-Digital-Wandler ist 60 Prozent schneller als aktuelle Konverter und verbraucht gleichzeitig weniger Energie pro Umwandlung. Mit bis zu einer Milliarde Analog-Digital-Umwandlungen pro Sekunde ermöglicht die Neuentwicklung eine schnellere Datenübertragungsrate für verschiedene Endgeräte, angefangen von Supercomputern bis hin zu Smartphones. Die Forschungsergebnisse wurden am 20. Februar auf der International Solid-State Circuit Conference” (ISSCC) in San Francisco, USA, vorgestellt. Der neue Analog-Digital-Wandler könnte bereits 2014 Marktreife erlangen.
Analog zu Digital
Analog-Digital-Konverter (kurz ADC: Analog to Digital Converter) sind in fast allen Geräten moderner Kommunikations- und Unterhaltungselektronik verbaut und wandeln analoge in digitale Signale um. ADCs sind elementare Bestandteile von Supercomputern über Datenzentren bis hin zu Unterhaltungselektronik, Kabelmodems, Set-Top-Boxen und mobilen Geräten. Die meisten Smartphones haben beispielsweise mehr als 10 ADCs, unter anderem für Temperatur‑, Touchscreen- und Bewegungssensoren.
Daten aus unserer Umwelt, z.B. visuelle und akustische Signale, werden als analoge Signale empfangen und müssen für die Weiterverarbeitung im Computer in digitale (Nullen und Einsen) umgewandelt werden. Dies geschieht mittels eines Analog-Digital-Wandlers, der die richtige Kombination aus Nullen und Einsen generiert und damit das Eingangssignal in digitale Daten wandelt. Das Geräusch eines Autos auf einer Autobahn könnte zum Beispiel wie „00100110001100100“* aussehen.
Das Internet der Dinge
Mit dem rapiden Wachstum von Big Data und dem „Internet der Dinge“ werden energiesparende und schnelle Analog-Digital-Wandler immer wichtiger, um die Flut an analogen Signalen zur Weiterverarbeitung in Logik-Chips zu konvertieren. IBM-Wissenschafter begannen daher bereits vor einigen Jahren mit der Entwicklung von energieeffizienteren ADCs.
Bisherige Systeme nicht auf Big Data ausgelegt „Die meisten der derzeit marktüblichen ADCs wurden nicht dafür entwickelt, die riesigen Big-Data-Anwendungen zu verarbeiten, mit denen wir heute umgehen müssen – es ist etwa so, als würde man versuchen, Wasser aus einem Feuerwehrschlauch durch einen Strohhalm zu leiten“, erklärt Martin Schmatz, Manager des Systems Departments am IBM Forschungszentrum in Rüschlikon. „Dies ist IBMs erster Versuch, einen neuen ADC zu entwickeln, der die Vorteile eines neuen CMOS-Prozesses nutzt. Daraus resultiert nicht nur einer der energieeffizientesten ADCs seiner Klasse, er bietet auch die Möglichkeit, riesige Rechenleistung für die Signalanalyse auf dem gleichen Chip mit dem ADC zu integrieren.“