Was kommt nach dem Kupfer?

MÄMALAD3

Cadet 2nd Year
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hi,

ich bin neu hier hab aber gleich ne Frage :D

Also mich würde intressieren was nach dem Kupfer kommt.
Irgentwann ist es ja soweit das das Kupfer der CPU`s oder der Mainboard´s nicht
mehr schneller leiten kann was kommt dann?? :confused_alt:

Danke für alle Antworten
 
Nurn kleiner Hinweis: Moderne Hardware basiert nicht auf Kupfer sondern auf Silizium Halbleitern.

Kuper wird wenn hauptsächlich für Leitungen verwendet. Leitungsgeschwindigkeit (komisches Word) ist kein nennenswerter Faktor für Geschwindikeit (da nahe Lichtgeschwindigkeit) eher der Frequenz oder Stromstärke.
 
Aber irgentwann werden doch auch Halbleiter ihre "Geschwindigkeit" ausgeschöpft haben oder??
 
Dann definiere doch mal was du unter Geschwindigkeit verstehst.

Kann entweder die Frequenz oder die Performance sein.
 
Sannyboy111985 schrieb:
Nurn kleiner Hinweis: Moderne Hardware basiert nicht auf Kupfer sondern auf Silizium Halbleitern.

Und bis 1999 kam in den Halbleitern Aluminium zum Einsatz und seit 1999 sind wir bei Kupfer, so sich nichts großartiges mehr geändert hat ;)

http://www.golem.de/9908/4037.html schrieb:
Kupfer bringt Halbleiter auf Trab

Innerhalb von zwei Jahren verdoppelte sich in den vergangenen Jahren die Leistungsfähigkeit eines Computer-Chips - doch die Branche war an ihre technologischen Grenzen gestoßen: Ab dem Jahr 2000, so hatten Experten berechnet, sei Schluß mit dem Fortschritt. Ein neuer Kupfer-Chip eröffnet jetzt neue Möglichkeiten.

Ein neuer Kupfer-Chip ist bis zu 30 Prozent schneller als herkömmliche Chips, denn er vereinigt auf einem Träger ein komplettes elektronisches System: "Wir haben den Prozeß optimiert, um Computer-Speicher und Computer-Logik auf einem Chip zu vereinigen. Der Speicher hält die Information vor, die Logik verarbeitet diese Daten." so Christian Ehmer, Application Manager Telekommunikation bei IBM auf dem Expertenforum "Innovation - Motor unserer Gesellschaft" des Deutschen Kupfer-Instituts in Hamburg.

"Dadurch, daß Daten nicht mehr ständig zwischen Speicher- und Logik-Chips hin und her transportiert werden müssen, kann der Zugriff auf Informationen im Speicher bis zu zehnmal schneller erfolgen", so Ehmer.

Doch der neue Chip ist nicht nur schneller als herkömmliche Aluminium-Chips: Auch im Zuge der Miniaturisierung setzt IBM auf den Kupfer-Chip: Bis zu 24 Millionen Gatter aus Kupfer passen auf einen einzigen Chip. Das entspricht mehr als 75 Millionen Transistoren und somit zehn Pentium-II-Prozessoren. Auf dem Kupfer-Chip belegen 600 Leiterbahnen nebeneinander nur noch die Breite eines Haares.

Darüber hinaus ist Kupfer leitfähiger als die traditionell verwendeten Aluminium- Verbindungen der Transistoren.

Der Widerstand der Leiterbahnen sinkt im Vergleich um rund 40 Prozent, und die Signale werden schneller und mit geringeren Verlusten durch den Chip geführt. Mittels galvanischer Prozesse, werden in einem einzigen Arbeitsgang sowohl die Durchkontaktierungen als auch die Leiterbahnen aufgebracht (Dual Damascene Process). Bis zu sechs Lagen Metall können so übereinander angeordnet werden. Weitere Materialien sind nicht mehr notwendig, was bedeutet, daß unerwünschte thermo-elektrische Effekte an den Übergängen verschiedener Metalle entfallen. Es entsteht so weniger Korrosion, und die Zuverlässigkeit der Bau-Elemente erhöht sich. Kupfer ist darüber hinaus hundertmal weniger anfällig für thermoelektrische Störungen als Aluminium.

Was die Zukunft bringen wird, ich glaub das wissen noch nicht einmal unsere Halbleiterhersteller so genau.....bedenkt man, dass man auf ner Rolle Tesafilm 4 Terrabyte Daten unterbringt könnte es aber durchaus noch interessant werden ;)
 
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Ja ich mien die Übertragungsgeschwindigkeit...
 
bensen schrieb:
manche entwicklungen gehen in richtung C-nanotubes

auch Fullerene genannt

Aber zum Thema: Müsste Gold nicht ein noch besseres Material sein, weil es noch besser leitet? Oder worauf kommt es noch an?
 
und was äre wenn man die Prozessoren mit z.B Trockeneis so abkühlt das sie fast zum supraleiter werden so acmhen die Typen die ihre PC´s so heftig übertackten auch
 
Moin,

Also Gold wird da mit Sicherheit nie hinein wandern, ist ein (relativ) schlechter Leiter, was den Elektrischen Strom angeht. Hat nur den Vorteil, das es nicht Oxydiert. Silber bietet im Gegensatz dazu noch eine bessere Leitfähigkeit als Kupfer, aber das Verhältnis Kosten/Nutzen wird das Silber dann doch wieder verlieren.

Die Leitfähigkeit wird aber demnächst noch nicht zu einem Problem, eher die Strukturbreite. Der nächste geplante Schritt von Intel auf 32nm wird im Moment als der letzte angesehen, da dort dann die Breite nur noch ca. 4 Atome beträgt, und es damit einfach zuwenig Elektronen gibt, um einen Strom fliessen zu lassen. Aber da wird fleissig geforscht, und ich bin sehr zuversichtlich, das sich dieses Problem auch lösen lässt, wenn es in Laboren nicht schon gelöst ist.....

Mal abwarten, was die Zukunft so bringt, nach Ansicht der Wissenschaft waren wir ja schon ein paar mal am Ende der technischen Entwicklung.
 
Also was ich dazu beitragen kann ist:

Der Fertigungsprozess also der Abstand der Transistoren auf dem Chip endet ab 5 oder 4 nm. Das ist zwar kein physikalisches Gesetz, jedoch eine ausgerechnete Regel. Ab diesem Abstand (auch wenn der Prozess noch so sehr optimiert werden würde) würden sich die verschiedenen Ströme zwischen den Transistoren durch die Polarisierung eben dieser Ströme gegenseitig magnetisch zu sehr beinflussen. Der Strom gerät durcheinander, Prozessor spinnt, also läuft nichts mehr.

Auch ist es nicht möglich Prozessoren auf z.B. 0.2 Volt zu betreiben. Die Spannung und damit der Strom ist so gering das Transistoren nicht mehr "beliefert" werden könnten. Ebenfalls Absturz.
 
Du verwechselst da grundsätzlich etwas?
Die Schaltgeschwindigkeiten und Leitfähigkeitswerte sind kaum noch relevant für die Halbleiterindustrie, da Kupfer und dotiertes Silizium in den meisten Disziplinen sehr gut abschneiden.

Vielmehr ist es wichtig ,ob...
- die Materialien der ROHS-Verordnung entsprechen (Kadmium, Bleibeimischungen)
- ein besonderes Temperaturoptimum zur Halbleiterfähigkeit benötigt wird
- thermische Leckstöme umgangen werden können.
- vor allem sich die Miniaturisierung noch weiter ermöglichen lässt

Kohlenstoff Nanotubes sind bisher der Weisheit letzte Schluss in der Halbleiterindustrie.

Die nächste Generation der Datenübertragung/Berechnung wird dann nicht mehr auf rein elektronischer Ebene ablaufen und gehört dann auch nicht mehr zum Stichwort Halbleiter.
Das sind Themen wie Optoelektronik und Quantenmanipulation.

p.s. Gold wird schon lange in der Halbleiterindustrie eingesetzt
 
für große Leistungen will man ja auf Supraleiter welche nach letzter Info wohl in einer Art Keramik gefunden sind (bei etwa ~200°C miesen!) ob man damit bei Zimmertemp aber mal was zusammen bekommt bleibt abzuwarten

und Optoelektronik, ist doch eigentlich nur für Entfernungen zu gebrauchen, wobei ein Mobo da wohl zu wenig Strecke darstellt :D immerhin soll aus dem Licht ja dann auch wieder ein elektrischer Impuls werden

Quantencomputer, ja, damnächst in ihrem Kino, bis dahin werden wir uns wohl noch eher mit Rechnern von Villeroy&Boch beschäftigen wenn an der Keramikgeschichte was dran ist, wäre zudem Thermisch wiederstandsfähiger ^^
 
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noch befinden wir uns doch CPU technisch im 2D bereich.

wenn die endlich in die 3. Dimension bauen gibt es ganz neue Möglichkeiten :D
 
Quantencomputer bestehen aus Optoelektronischen Bauelementen. Zumindest habe ich noch keine anderen Begriffe dafür gehört. Ob man dabei auf Photonen/Licht setzt, ist gleichgültig, da alle Strahlungsformen auch anderer Teilchen bzw. Quanten ein Teilgebiet der Hochenergie-/ Kernphysik, oder der Optik zugeordnet werden können.

Wellle-Teilchen Dualismus: Deswegen Optik.

Zum Thema Keramik: Die heutige Silliziumtechnik kann man als Keramiktechnik auffassen, wenn man den Begriff Sintern etwas breiter fasst. Viele Werkstoffe sind Keramiken.
HTSLs sind wirklich nichts neues; Theorien wie sie funktionieren, gibt es zur genüge. Zum Vordiplom Chemie, Physik oder Biochemie sollte man diese wissen. Eric Hudson hat mit seinem Natureartikel nur wieder ein bisschen Schlagzeilen gemacht.
Übrigens hab ich noch nicht die anderen Mitautoren genannt: ......
(ein Insider für Physiker)

Supraleiter sind meines Erachtens auch nicht für einen effektiven Einsatz in einem PC geeignet. Nicht nur wegen der Kühlung.
 
Was habe ich nicht schon alles gelesen bzw. gesehen... Sei es auf diversen Seiten im Internet oder in anderen Bild- und Funkmedien: Bio-PCs, Hybrid-PCs, Quantenrechner, Licht als Speichermedium, mit quasi unbegrenzter Speicherkapazität. Zwar verstehe ich kein bisschen von alle dem, aber an Innovation und Kreativität scheint es in der Computer-Branche nicht zu mangeln. Ich bin froh und überaus zufrieden (mit mir selbst), wenn ich aktuelle Technologie immerhin zu nutzen weiß. Oder weiß die Mehrheit von euch, wie und warum überhaupt gerade diese oder jene Technologie funktioniert und andere Lösungen nur bedingt Sinn machen? Klar... Da gibts ein paar grundlegende, um nicht zu sagen, fundamentale Naturgesetze (vier an der Zahl, so sagt man), die regeln dass schon irgendwie. Doch warum sind sie so, wie sie sind? Nun... Dass ist zu hoch für mich... Darum halte ich es für sinnlos, wenn ein unwissender Konsument sich ausgerechnet über diese Fragen den Kopf zerbricht.

Doch... Man wäre ja kein Mensch, wenn man nicht doch etwas dazu zu sagen hätte. Also, soweit mir bekannt ist, kann man sogut wie alles technologisch verwenden. Ein Beispiel: Pflanzen speichern, verwalten und verarbeiten ebenfalls Daten. So gesehen, könnte man tatsächlich irgendwie bestimmt einen Blumen-Rechner bauen. Ideal und von der Leistung her, wäre natürlich das menschliche Gehirn. Aber, wer will schon freiwillig als ein Rechner enden? Okay... So klappt es nicht! Wir brauchen praktikablere Lösungen. Da vergreift man sich lieber an der anorganischen Chemie. An vollständig toter Materie, wenn man will. Tja ja... Es gibt doch irgend einen Effekt, der bei irgendwelchen Nicht-Leiter-Metallen bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt zu beobachten ist - oder? Dabei soll der elektrische Strom fast vollständig verlustfrei transportierbar sein, d.h. ohne Energieverlust durch Wärme. Natürlich leiten diese Nicht-Leiter-Metalle erst bei tiefen Temperaturen, wenn ich mich jetzt nicht gänzlich irre. Und ausserdem seien seltsame Phänomene und mysteriöse Erscheinungen eine Folge dieses Effekts. Vielleicht kann mich ein kundiger Wissensmann aufklären.

Ich kann mir zum Beispiel unter Kohlenstoff-Nanotubes nur wenig vorstellen. Also, Kohlenstoff C ist ein Element, welches häufig(?) in unserem Universum vorkommt; und Nano ist eigentlich gar kein Name, sondern ein Vorsatz, der für eine milliardenstel(?) Meter steht. Und Tube? Englisches Wort für Rohr? Hää!? What the heck...!? Nun gut... Ein Nanotube ist also ein verdammt kleines Rohr, welches man mit bloßem Auge nicht sehen kann. Ehrlich gesagt kann ichs mir nicht einmal vorstellen!

Und warum muss denn in der Halbleitertechnik alles immer schrumpfen? Rein aus ökonomischer Sicht? Ich stelle mir inzwischen einen Hochleistungsrechner, wie einen raumkomprimierten Opel Corsa vor, in welchem unter der kleinen Haube 200 Schiffsdieselmotoren untergebracht sind. Schön wärs...

Die nächste Generation der Datenübertragung/Berechnung wird dann nicht mehr auf rein elektronischer Ebene ablaufen und gehört dann auch nicht mehr zum Stichwort Halbleiter.
Das sind Themen wie Optoelektronik und Quantenmanipulation.

Was ist Optoelektronik?

Und wie kann man Quanten manipulieren? Ich dachte bisher, dass sich Quanten unberechenbar verhalten. Was sind eigentlich Quanten? Ich weiß nur soviel, dass es sich dabei um Teilchen/Wellen handelt. Doch kann ich mir auch darunter kaum bis gar nichts vorstellen.

LG
Ganeagon

EDIT:

Keramiken sind doch elektrische Isolatoren? Wie kann dann Silizium ein Keramik sein, wenn es doch in elektrischen Schaltkreisen Verwendung findet? Mir fehlt irgend wie das Gesamtbild und deshalb die Übersicht. Mit nur einem kleinen Teil des ganzen Bildes steht man dumm da. Ich sehe die Wissenschaft (bzw. Ingenieurswissenschaft) ähnlich wie den menschlichen Körper. Der Boden kann ja wohl kaum behaupten, der Mensch bestehe ausschließlich aus zwei Beinen/Füßen, weil nur diese beiden in der Regel allein den Boden berühren. Und Kopfläuse halten uns für einen Urwald aus dichten und weniger dichten Haaren... Es fehlt das Gesamtbild des Körpers und so fehlt mir dieses Gesamtbild, die Gesamtstruktur, der Wissenschaften... Und dass bereitet mir Kopfzerbrechen. Ich hätte studieren sollen... -.-
 
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@ScoutX
ah ok, hatte da mehr an einen ordinären Optokopler und LWL gedacht ;)

So gesehen, könnte man tatsächlich irgendwie bestimmt einen Blumen-Rechner bauen.
seh schon das Datenrettungsforum vor mir "Hilfe - mein USB-Apfel ist vertrocknet, wie komme ich an meine Urlaubsbilder" :D
 
Ganeagon schrieb:
Und wie kann man Quanten manipulieren? Ich dachte bisher, dass sich Quanten unberechenbar verhalten. Was sind eigentlich Quanten? Ich weiß nur soviel, dass es sich dabei um Teilchen/Wellen handelt. Doch kann ich mir auch darunter kaum bis gar nichts vorstellen.

Ein Quant(enmechanisches Objekt) kann sowohl ein Photon (Licht), als auch ein Elektron sein, da beide sowohl Welle als auch Teilchen sind (sehr schön bei Impuls=h/Wellenlänge sichtbar). Quantenobjekte kannst du alleine schon durch Messung manipulieren. Wenn du ein Elektron auf zwei sehr dicht beieinander gelegene Spalte (Doppelspalt) jagst und wissen willst, wo es ist, so wird es erst durch deine Messung an einen Ort "gezwungen", vorher kann es sowohl vor dem 1. Spalt, als auch vor dem 2. Spalt sein (Superpositionsprinzip) ^^ Diese Teilchen lassen sich auch "verschränken". Wenn du zwei verschränkte Teilchen hast und den Zustand des einen Teilchens misst, dann weißt du automatisch auch den Zustand des anderen, bzw. veränderst diesen durch deine Messung. Dabei wird die Information nicht mit "Überlichgeschwindigkeit" übertragen, sondern schon bei der Erzeugung mitgegeben. Ist üble kompliziert in der Theorie...

Und um was direkt zum Thema zu sagen: Ich denke nicht, dass in nächster Zeit das Material großartig gewechselt wird, vielmehr wird sicher auch in 3D hergestellt (mehrere Schichten/Nanotubes?).

MfG, Sol Invictus
 
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Ein Quant(enmechanisches Objekt) kann sowohl ein Photon (Licht), als auch ein Elektron sein, da beide sowohl Welle als auch Teilchen sind (sehr schön bei Impuls=h/Wellenlänge sichtbar). Quantenobjekte kannst du alleine schon durch Messung manipulieren. Wenn du ein Elektron auf zwei sehr dicht beieinander gelegene Spalte (Doppelspalt) jagst und wissen willst, wo es ist, so wird es erst durch deine Messung an einen Ort "gezwungen", vorher kann es sowohl vor dem 1. Spalt, als auch vor dem 2. Spalt sein (Superpositionsprinzip) ^^ Diese Teilchen lassen sich auch "verschränken". Wenn du zwei verschränkte Teilchen hast und den Zustand des einen Teilchens misst, dann weißt du automatisch auch den Zustand des anderen, bzw. veränderst diesen durch deine Messung. Dabei wird die Information nicht mit "Überlichgeschwindigkeit" übertragen, sondern schon bei der Erzeugung mitgegeben. Ist üble kompliziert in der Theorie...

MfG, Sol Invictus

Zunächst einmal bedanke ich mich bei Dir für diese Erklärung. Ein Beispiel: Ich möchte jetzt ein Teilchen (Kuh) messen und ich schicke meine Strahlung (Hund) durch die Gegend (in den Raum). Mein Hund findet die Kuh bei Position 1, bellt die Kuh aber zu heftig an, die sich dann verängstigter Weise von der Position 1 auf die mir unbekannte Position x bewegt. Der Hund kommt zurück, und bellt mir auf hundonesisch, aber recht verständlich, die Kuh ist auf Position 1. Jetzt begebe ich mich auf Position 1 und finde dort keine Kuh. Inwiefern ist also die Quantenmanipulation praktisch nützlich in der Anwendung? Ein anderes Beispiel: Es wäre doch fatal, wenn mein Quantenrechner steif und fest behauptet, ich hätte keinen freien Speicherplatz mehr, wo ich doch tatsächlich noch über, sagen wir, 500 GB physikalischen Speicher verfüge.

LG
Ganeagon

EDIT: Um möglichen Einwand vorzubeugen: Nein, es soll hier jetzt keine Lehrstunde für Ganeagon entstehen, sondern weiterhin themenbezogen bleiben. Denn manch' einer könnte mit Recht einwenden, ich solle mir dieses Fachwissen doch bitte aus Fachbüchern aneignen oder gleich eine dafür vorgesehene Schule besuchen. Man geht ja auch nicht zum Zahnarzt, wenn man Kopfschmerzen hat, ausser die Kopfschmerzen sind in Folge einer Zahnerkrankung entstanden.
 
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