Projekt »Cool Energy« So halten Akkus länger durch

Notebooks, Smartphones und Tablet-PCs gehören zum Alltag – der Ärger, den Akku bei häufigem Gebrauch sehr oft aufladen zu müssen, leider auch. Wie man den Energiebedarf von mobilen Endgeräten senken und damit die Akkulaufzeit verbessern kann, wurde mit dem Projekt »CoolEnergy« erforscht.

Nach Unterlagen von Cool Silicon.

Um die Energieeffizienz von Computing-Plattformen wie Laptops oder Smartphones, High-Performance-Computern, Videospielkonsolen, Netzwerkkomponenten und mobilen Anwendungen zu erhöhen, haben die Projektpartner des Spitzenclusters für energieeffiziente Informations- und Kommunikationstechnologie »Cool Silicon« ihren Fokus auf die Entwicklung energieeffizienter Technologien und die Verbesserung der Lithografiemasken im Chipherstellungsprozess gerichtet.

Für diese sogenannte HKMG-CMOS-Technologie (High-k Metal Gate) haben die Chipspezialisten von Globalfoundries neue hocheffiziente Transistoren entwickelt. Eingesetzt auf Chipstrukturgrößen von 32 nm und 28 nm reduziert diese Prozesstechnik die auftretenden Leckströme signifikant. Bestimmt werden die Leckströme des Chips durch das Zusammenspiel aller Transistoren aber auch durch den einzelnen Transistor. Modellrechnungen der HTW Dresden analysierten die neuen Transistorgeometrien. Charakterisiert und untersucht wurde das Verhalten der entwickelten Transistoren durch eine Messmethode, die das NaMLab in Dresden entwickelt hat.

Wie ein tropfender Wasserhahn zu einer Verschwendung von Wasser führt, führen Leckströme in Halbleiterchips zu einer Verschwendung von Energie. Mit der HKMG-CMOS-Technologie ist es nun möglich, bei gleichbleibender Leistung die Leckströme eines Transistors innerhalb eines Mikroprozessors je nach Transistortyp um den Faktor 200 bis 1000 zu reduzieren. Damit lässt sich beispielsweise die Laufzeit eines durchschnittlichen Laptops oder Smartphones um 30 Prozent im Vergleich zur Vorgängergeneration erhöhen. So kann durch den Einsatz dieser neuen Technologie auch der Energiebedarf von WLAN-Routern deutlich gesenkt werden. In Europa gibt es rund 280 Millionen Haushalte mit WLAN. Wenn 200 Millionen von ihnen die neue Technologie nutzten, würde der Energiebedarf so stark sinken, dass sich dadurch ein durchschnittliches Kernkraftwerk mit 600 MW einsparen ließe, glauben die Forscher.