Projekt Memory³

Memory³

Ultra-HD-Kameras nehmen Bildsignale mit viermal mehr Bildpunkten auf als bei Full-HD-Auflösung. Außerdem steigen bei der Aufnahme der Filme die Datenmengen, die in gleicher Zeit verarbeitet werden müssen, deutlich. Das ist nur mit einer leistungsfähigen und effizienten Datenverarbeitung zu erreichen. Für die besonders hohen Anforderungen an die Elektronik in Spezialkameras eignet sich ein 3D-Mikrochipaufbau in besonderem Maße. Hauptgrund ist, dass die klassische Aufbautechnik an ihre Grenzen stößt, wenn es darum geht, wichtige Leistungsparameter noch weiter zu erhöhen und dabei den Anforderungen an immer kleinere, energiesparende Systeme gerecht zu werden. Deshalb hat der Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS des Fraunhofer IIS einen 3D-integrierten Chipaufbau entwickelt, der besonders große Systemleistungen bei kompakter Anordnung der Bauteile ermöglicht.

Lösungsansatz

Dafür werden ein Prozessor und ein Wide-I/O-Speicher auf einer Trägerschicht (Interposer) im selben Gehäuse angeordnet, um eine sehr hohe Bandbreite bei der Datenübertragung zwischen den beiden zu erreichen. Darauf aufbauend arbeiten die Forscher des Instituts gemeinsam mit Dream Chip Technologies an der Realisierung einer speziellen Speicheranbindung für Videokameras. Damit wird eine schnelle und energiesparende Kommunikation zwischen Prozessor und Speicherbaustein zur hochleistungsfähigen Datenvorverarbeitung in den Geräten ermöglicht.

Durch die dreidimensionale Integrationstechnologie wird das elektronische System insgesamt deutlich kleiner als klassische Aufbauten mit standardisierten Bauteilgrößen. Das führt wiederum zu kürzeren Leitungen zwischen den einzelnen Komponenten. Dadurch werden Daten zwischen den Bauteilen deutlich schneller übertragen und eine signifikante Steigerung von Bildfrequenz und Datenrate ermöglicht. Ziel des Projektes ist es, für zukünftig weiter wachsende Anforderungen Datenraten zwischen Speicher und Prozessor von bis zu 400 Gbit/s zu erreichen. Kürzere Leitungen verbrauchen zudem deutlich weniger Energie, was sich positiv auf die Energiebilanz und die Gerätelebenszeit auswirkt

BMWi

Unterstützt wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). Das Programm fördert besonders Aktivitäten zur Entwicklung innovativer Produkte von kleinen und mittelständischen Unternehmen aus Deutschland, die mit wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen zusammenarbeiten.