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US-Forschungsprojekt SWIFT soll mit Magnetwellen sparsamer rechnen

Ein Team der University of Southern California plant einen Transistor für die Verarbeitung von GPS-Signalen. Der entscheidende Funktionsnachweis steht noch aus.

Von Wolfgang

16. Sep. 20262 Min. Lesezeit

US-Forschungsprojekt SWIFT soll mit Magnetwellen sparsamer rechnen

Ein Team der University of Southern California plant einen Transistor für die Verarbeitung von GPS-Signalen. Der entscheidende Funktionsnachweis steht noch aus.

Die University of Southern California (USC) hat am 15. September das Forschungsprojekt SWIFT vorgestellt. Unter Leitung von Ajey Jacob soll ein Transistor entstehen, der Informationen mithilfe magnetischer Wellen verarbeitet. Das Ziel ist ein geringerer Energiebedarf. Einen funktionierenden SWIFT-Transistor gibt es laut Projektvorstellung der USC bislang nicht.

Als erste Anwendung plant das Team einen Prozessor für GPS-Signale. Solche Empfänger gleichen schwache Satellitensignale mit bekannten Mustern ab. Diesen Abgleich sollen die Wellen übernehmen. Angestrebt werden Betrieb bei Raumtemperatur und die Fertigung mit Verfahren der heutigen Chipindustrie.

Zwischen Welle und elektrischem Signal

Spinwellen sind sich ausbreitende Anregungen der magnetischen Ordnung eines Materials. Dass sie Informationen transportieren können, macht sie für die Signalverarbeitung interessant. Doch die Verbindung zur übrigen Elektronik ist eine technische Hürde: Die Forschungsgruppe der Universität Wien nennt in ihrem unabhängigen Projekt IMECS die geringe Effizienz der Wandler zum Erzeugen und Nachweisen solcher Wellen als zentrale Herausforderung.

Drei verbundene Schritte: Signal erzeugen, Spinwelle nutzen und Signal auslesen.
Vereinfachtes, KI-generiertes Schema zur magnonischen Signalverarbeitung. Es zeigt den grundsätzlichen Signalweg, keinen Bauplan des SWIFT-Transistors.

Eine Welle zu nutzen bedeutet deshalb nicht, dass ein kompletter Prozessor ohne Energieverbrauch arbeitet. Auch beim Übergang zwischen elektrischen Signalen und Spinwellen können Verluste entstehen. Das beschreibt DARPA im abgeschlossenen Forschungsprogramm TWEED, das unter anderem Verstärkung gegen Umwandlungs- und Ausbreitungsverluste untersuchte. TWEED ist ein anderes Projekt und kein Leistungsnachweis für SWIFT.

Der nächste Schritt ist ein Funktionsnachweis

Für SWIFT wartet Jacob zunächst auf den Nachweis, dass eine Spinwelle den elektrischen Widerstand stark verändern kann. Einen ersten Machbarkeitsnachweis erwartet er in etwa 18 Monaten. Das ist eine Forschungsprognose, kein Termin für einen fertigen Chip. Ob daraus sparsamere GPS-Verarbeitung entsteht, müssen die Versuche zeigen.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.