Kognitive Chips

IBM hat 2011 den Prototyp des ersten "kognitiven" Chips vorgestellt (Projekt: SyNAPSE). Die neue Prozessoren-Generation soll komplexe Informationen ähnlich wie das menschliche Gehirn verarbeiten und daraus eigene Erkenntnisse gewinnen können. Die neuen Chips verfügen über Bestandteile, die sich wie digitale Neuronen und Synapsen verhalten. Jeder einzelen Kern des Prozessors hat Rechen-, Kommunikations- und Speicherfunktion. Mit ersten kommerziellen Anwendungen ist allerdings erst in einigen Jahren zu rechnen. (IBM, 2011)

Visible Light Communication: Highspeed-WLAN per Licht

Wissenschafltern vom Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut und von Siemens ist es gelungen, einen neuen Rekord aufzustellen: Das Team erreichte bei der kabellosen Übertragung von Daten mit weißem LED-Licht eine Datenrate von 500 Mbit/s. Zum Einsatz kommen könnte die VLC genannte Technik beispielsweise an Orten, an denen Funk nicht verwendet werden darf oder im Verkehr- und Logistik-Bereich. Ein Vorteil der Datenübertragungsmethode ist ihre Abhörsicherheit in Gebäuden: Nur innerhalb der optischen Sichtverbindung können die Daten überhaupt empfangen werden. (Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, 2010)

Nanoantennen: 10.000 mal schnellere Datenübertragung

Nanoantennen aus Gold ermöglichen das Funken mit hochfrequenten elektromagnetischen Lichtwellen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es mit Hilfe der Elektronenstrahllithografie 2009 erstmals gelungen, Nanoantennen gezielt und reproduzierbar herzustellen. Die Antennen könnten die Grundlage für die optischen Highspeed-Datennetze der Zukunft sein. Eine Beschleunigung auf das 10.000-fache der heutigen Datenrate ist möglich, bei gleichzeitig niedrigerem Energieverbrauch. Ein weiterer Vorteil: Das Funken mit Licht ist für Mensch und Umwelt unschädlich. (KIT, 2009)

Erster Schritt in Richtung Quantencomputer

Wissenschaftler der Universität Bristol haben einen Siliziumchip entwickelt, der durch Nutzung von Quantenteilchen in naher Zukunft komplexe Berechnungen durchführen soll. Bei dem Chip werden erstmals statt einem Photon zwei identische Lichtteilchen verwendet, die ein sogenanntes "Quantum Walk"- Experiment durchführen. Qubits können im Gegensatz zu herkömmlichen Bits mehrere Zustände gleichzeitig annehmen und deshalb im gleichen Zeitraum deutlich mehr Informationen verarbeiten.

"It is widely believed that a quantum computer will not become a reality for at least another 25 years. However, we believe, using our new technique, a quantum computer could, in less than ten years, be performing calculations that are outside the capabilities of conventional computers."

Professor Jeremy O’Brien,

Direktor des Centre for Quantum Photonics (Bristol University, 2010)

DNA inspiriert die Herstellung von Microchips

Chiphersteller wie IBM stoßen bei Größe und Kosten heutiger Chips an ihre Grenzen. Künstliche DNA-Nanostrukturen (DNA-Origami) könnten als kostengünstiges Grundgerüst für die Herstellung winziger Chips dienen. Allerdings stehen die Forscher noch am Anfang ihrer Bemühungen, DNA-Muster auf die Chipindustrie anzuwenden. Die Forschungszeit wird mindestens zehn Jahre betragen. (IBM, 2009)

"The future will be built on broadband"

Nach dem Willen der Vereinten Nationen soll die Hälfte der Weltbevölkerung im Jahr 2015 Zugang zum schnellen Internet haben. Die International Telecommunication Union (ITU), eine Sonderorganisation der UN, sieht Breitbandinternet als Voraussetzung für wirtschaftliches Wachstum und damit auch als Werkzeug zur Erreichung der Millennium-Entwicklungsziele. 2010 existierten weltweit rund 900 Millionen Breitbandanschlüsse. Die Breitbandquote lag in den entwickelten Ländern bei etwa 30 Prozent, in den Schwellenländern bei zehn Prozent und in den ärmsten Ländern bei gerade einmal ein Prozent. (ITU, 2010)

Die Zahl der Power-Surfer wird steigen

Im Jahr 2015 wird es weltweit sechs Millionen Haushalte geben, die pro Monat mehr als ein Terabyte Datenverkehr generieren. Zum Vergleich: 2010 waren es erst wenige Hunderttausend. (Cisco, 2011)

2015: LTE steht 80 Prozent der Bevölkerung in Deutschland zur Verfügung

Long Term Evolution (LTE), die vierte Generation der Mobilfunktechnologie, ermöglicht mit mobilen Bandbreiten von bis zu 100 MBit pro Sekunde eine Vielzahl neuer Anwendungen, von Telearbeit und Cloud Computing über E-Health-Anwendungen bis hin zu hochauflösendem Mobile TV und -Gaming. In ländlichen Regionen sollen mit dem neuen Standard weiße Flecken der Breitbandversorgung geschlossen werden. (Booz & Company, 2010)

Der mobile Datenverkehr wird in Deutschland zwischen 2010 und 2015 um den Faktor 30 wachsen

Dies entspricht einer jährlichen Wachstumsrate von 97 Prozent. Verantwortlich für das rasant steigende Datenvolumen ist die zunehmende Nutzung von Video-Anwendungen und -Diensten über mobile Geräte aufgrund der gestiegenen verfügbaren Bandbreite. Insgesamt werden im Jahr 2015 monatlich 317,24 Petabyte an Daten mobil übertragen werden. (Cisco, 2011)

Body-to-Body-Networks könnten die Zukunft des mobilen Internets sein

Die Kernidee des Body-to-Body-Networks (BBN) ist, dass tragbare drahtlose Sensoren das Rückgrat eines neuen mobilen Telekommunikationsnetzes bilden. Daten werden über mehrere Sensoren (Zwischenstationen) vom Sender an den Empfänger weitergeleitet. Die Sensoren können in mobile Endgeräte wie Smartphones oder Tablets integriert werden. Das Ergebnis wäre ein mobiles Breitbandnetzwerk, das "immer und überall" einen Highspeed-Internetzugang ermöglicht. 2014 werden bereits 400 Millionen Geräte mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet sein. (Quick, 2010)

Internet der Dinge: 2020 werden 50 Milliarden Geräte mit dem Internet verbunden sein

Im Jahr 2008 gab es erstmals mehr Geräte, die an das Internet angeschlossen waren, als Menschen auf der Erde. Nach einer Prognose von Cisco wird die Zahl der mit dem Internet der Dinge verbundenen Geräte bis 2020 auf rund 50 Milliarden steigen. Smarte Objekte werden sich zunehmend miteinander vernetzen und sowohl untereinander als auch mit ihrer Umwelt kommunizieren. (Cisco, 2011)

Bis 2016 wird sich der Markt für Hybridfestplatten jedes Jahr verdoppeln

Insgesamt werden 2016 weltweit rund 600 Millionen Hybridfestplatten abgesetzt werden. Hybridplatten, eine Kombination aus traditioneller Festplatte und Flashspeicher, werden in den nächsten Jahren nach und nach Standard-Hard-Disk-Drives ersetzen, die zunehmend an ihre technologischen Grenzen stoßen. (Objective Analysis, 2010)

Memristoren erreichen 2013 Marktreife

Der Begriff Memristor setzt sich aus memory (Speicher) und resistor (elektr. Widerstand) zusammen. Neben Widerstand, Kondensator und Spule gilt er als das vierte fundamentale passive Bauelement der Elektronik. Hewlett-Packard hat eine kommerzielle Produktion mit dem koreanischen Elektronikhersteller Hynix Semiconductor ab 2013 vereinbart. Die Memristoren sollen mit 20 Gigabyte pro Quadratzentimeter dann doppelt so viele Daten fassen wie Flash-Speicher und in Laptops und Smartphones zum Einsatz kommen. In Zukunft können Geräte ohne langes Booten gestartet werden: Memristor-Chips arbeiten wie herkömmliche Arbeitsspeicher, allerdings bleiben die Daten auch bei abgeschalteter Stromzufuhr im jeweils aktuellen Zustand erhalten. (Bourzac, 2010)

RRAM wird Flash-Speichertechnologie ab 2015 ersetzen

Forscher der taiwanischen National Applied Research Laboratories arbeiten an der Entwicklung des weltkleinsten Speicherchips (Resistive Random Access Memory – RRAM). Ab 2015 soll er die heute gängige Flash-Speichertechnologie ersetzen. Der RRAM-Chip ist gerade einmal neun Nanometer groß und kann - bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch - mehr Daten speichern als aktuelle Flashspeicher: rund 500 Gigabyte bis 1,5 Terrabyte pro Quadratzentimeter. (Wang, 2010)

Graphen-Transistoren könnten in Zukunft Silizium-Transistoren ersetzen

Der niederländische Physiker Andre Geim hat die weltweit ersten zweidimensionalen Kristalle aus Kohlenstoff-Atomen entwickelt. Diese sogenannten "Graphene" könnten die Halbleiter-, Sensor- und Display-Technologie revolutionieren. Graphen gilt als interessanter potenzieller Nachfolger von Silizium. Es besteht aus Kohlenstoff-Atomen, die in einer nur ein Atom dicken Wabenstruktur angeordnet sind. Geim ist es gelungen, winzige Graphen-Transistoren herzustellen, die mit nur einem einzigen Elektron schalten. (Osterath, 2010)

Der erste Exaflop-Supercomputer wird für 2018 erwartet

In vier aufeinander aufbauenden Entwicklungsphasen soll bis 2018 der Prototyp eines neuen Supercomputers hergestellt werden, der auf Exaflop-Basis (= eine Trillion Rechenoperationen pro Sekunde) arbeitet. Ein neuartiger Aufbau von Schaltkreisen und Chiparchitekturen soll dazu beitragen, den für die Rechenleistung erforderlichen immens hohen Energieverbrauch um ein Vielfaches zu senken. Initiiert wurde das Projekt "Omnipresent High Performance Computing" (OHPC) von der DARPA in Kooperation mit Intel. (Next Big Future, 2010)

Ein Laser-Lan wird in Zukunft die interplanetare Datenkommunikation beschleunigen

Die Nasa plant ein Satelliten-Laser-Lan, dass die Datenkommunikation zwischen Raumfahrzeugen und Erde deutlich beschleunigen soll. Während die Übertragung eines hochauslösenden Bildes vom Mars zur Erde heute ein bis zwei Stunden dauert, würde die neue Technologie die Übertragungszeit auf wenige Minuten verkürzen. Zwischen 2015 und 2016 will die Nasa entsprechende Testsonden starten. (Nasa, 2011)