Post Silicon Technologies

Notwendige Steigerungen an Rechenleistung bei um Größenordnungen höherer Energieeffizienz betreffen nicht nur Anwendungen im Bereich des maschinellen Lernens. Der Bedarf an innovativen elektronischen Systemen gilt generell für alle Anwendungsgebiete Eingebetteter Systeme. Im Forschungsschwerpunkt „Post Silicon Technogies“ sollen daher neue und zu Silizium alternative und kompatible Technologien erforscht werden. Dazu gehören z.B. nichtflüchtige Speichertechnologien (engl. Non-volatile Memory (NVM)) basierend auf Memristoren, z.B. MRAM, FeFETs oder ReRAMs sowie damit durchführbare innovative Datenverarbeitungstechniken, die es vermeiden, Daten überhaupt aus Speichern zu transportieren, sondern stattdessen innerhalb oder zumindest nahe des Speichers selbst zu filtern und zu verarbeiten (sog. Edge- und Near-Memory Computing). Einige ESI-Mitglieder führen aktuell sehr erfolgreich Forschungsarbeiten durch, z.B. als Projektleiter in den beiden laufenden DFG-Schwerpunktprogrammen SPP 2037 (Scalable Data Management for Future Hardware) und SPP 2262 (Memristive Bauelemente für intelligente technische Systeme) sowie dem im September 2022 gestarteten neuen DFG-Schwerpunktprogramm SPP 2377 (Disruptive Memory Technologies).

Die Verfügbarkeit von NVM-Technologien bedarf nun nicht nur der Entwicklung komplett neuer Verfahren zur Simulation, Synthese und Optimierung solcher Systeme mit persistentem Speicher, sondern gleichermaßen eine revolutionäre Neubetrachtung auf der Ebene von Betriebssystemen, Datenstrukturen, also auch Anwendungen (insb. Datenbanksystemen). Auch die geschickte Kombination der Nutzung hybrider, d.h. nichtflüchtiger und flüchtiger Speicher mit unterschiedlichen Charakteristiken an Energie, Zugriffszeit und Langlebigkeit öffnet eine Fülle bislang nicht untersuchter Optimierungsfragen und -techniken.