Green ICT

Es liegt nahe, dass der extrem dynamische und im Zuge der Digitalisierung schnell wachsende, internationale IKT-Markt einen eigenen signifikanten und messbaren Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele liefern muss. Dies gelingt jedoch nur, wenn neben den Einzelkomponenten auch Gesamtsysteme und deren Vernetzung über den gesamten Lebenszyklus hinweg betrachtet und optimiert werden. Das im August 2022 gestartete Kompetenzzentrum »Green ICT @ FMD« beschäftigt sich intensiv mit den folgenden Schwerpunkten:

• Ressourceneffizienz in Sensor-Edge-Cloud-Systemen
• Energiesparende Kommunikationsinfrastrukturen
• Ressourcenoptimierte Elektronikproduktion

Zur Projektwebseite »Green ICT @ FMD«

Edge Limit Green ICT

Um energiesparsamere Mobilfunkbasisstationen zu realisieren, arbeiten die Konsortialpartner des Verbundprojekts »EdgeLimit-Green ICT« an einem neuartigen Edge-Cloud-Antennensystem, das Energieverluste bei der Übertragung im Millimeterwellenbereich von 5G durch die Kombination effizienter Bauelemente und optimierter, KI-unterstützter Steuerung um mindestens 50% reduziert.

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Digitale Transmitter

Digital betriebene, geschaltete Transistoren sind zunehmend DIE Kernelemente, wenn es darum geht, verschiedenste Bereiche der Elektronik auf eine neue, höhere Entwicklungsstufe zu heben – und sie so zukunftssicher zu machen. Schnelles und effizientes Schalten verbindet die Leistungs- mit der Hochfrequenz-Elektronik (Power meets HF). Bei der Infrastruktur der zukünftigen Mobilkommunikation von sub-6 bis 300 GHz (5G/6G) sorgt es für ein effizienteres Leistungsmanagement, höchste Flexibilität und Kompaktheit – bei kompletter Digitalisierung. Mit diesem Paradigmenwechsel lassen sich Ressourcen signifikant schonen und der CO₂-Ausstoß reduzieren. Eigenschaften, die das weltweite Vorhaben einer grünen Kommunikationstechnologie (Green ICT) entscheidend vorantreiben.

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TEMPO – Technologie und Hardware für neuromorphes Computing

Neuromorphes Computing gilt als Schlüsseltechnologie für künftige KI-Anwendungen. Als Vorbild dient das ausgeklügelte Nervennetz unseres menschlichen Gehirns. Eine zentrale Herausforderung für die Forschung ist allerdings der sehr hohe Energieverbrauch der Chips für die erforderlichen komplexen Rechenleistungen. Im Rahmen des ECSEL-Projekts TEMPO (Technologie und Hardware für Neuromorphic Computing) arbeitet das deutsche Konsortium mit Beteiligung der Fraunhofer EMFT an der Entwicklung und Evaluierung stromsparender Neuromorphic Computing Chips im 22 nm FDSOI-Technologieknoten.

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NeurONN

Im EU-Projekt NeurONN entwickeln die Partner eine neurologisch inspirierte Computerarchitektur. Dort werden Informationen von gekoppelten oszillierenden Elementen verschlüsselt, die zu einem neuronalen Netzwerk verschaltet sind. Analog zum Gehirn bilden die beiden Schlüsselkomponenten Neuron und Synapse die verteilten Rechen- und Speichereinheiten nach. Als Neuronen dienen neue Elemente auf Basis von Vanadiumdioxid, die 250 Mal effizienter als modernste digitale Oszillatoren sein können. Als Synapsen kommen sogenannte Memristoren – aus memory und resistor, Speicher und elektrischer Widerstand – auf Basis von neuen 2D-Nanomaterialien zum Einsatz. Die winzigen Bauelemente sollen bei Schaltgeschwindigkeit, Lebensdauer und Energieverbrauch bis zu 330 Mal effizienter sein als aktuelle Technologien. Zum Einsatz sollen die neuromorphen Chips überall dort kommen, wo Energieeffizienz und niedrige Latenzzeiten besonders wichtig sind.

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EnABLES

Bis 2025 wird es geschätzt weltweit eine Milliarde IoT-Geräte geben, die alle mit Energie versorgt werden müssen. Das Projekt zielt darauf ab, die Notwendigkeit eines Batteriewechsels, wo möglich, durch den Einsatz von Energy Harvesting-Lösungen zu eliminieren und Wege zu finden, den Stromverbrauch von Geräten signifikant zu reduzieren.

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