Im Rahmen des BMBF Innovationswettbewerb „Elektronik für energiesparsame Informations- und Kommunikationstechnik“ haben sich deutschlandweit 22 Teams beworben. Drei Anträge wurden auf Basis der Relevanz für Deutschland, Einsparpotentiale, Innovationshöhe und des Lösungsansatzes im Finale vom BMBF priorisiert – zwei stammen von der TU Dresden: E4C und DAKORE
Die Covid-19 Pandemie hat einmal mehr gezeigt, wie wichtig die Kommunikationstechnik für unser Leben und Arbeiten ist. Die zwei Projekte wollen den Energieverbrauch von Funkzugangsnetzen und den damit verbunden CO2-Ausstoß massiv reduzieren. Klimaschutz mittels innovativer Funktechnologien liegt als entscheidendes Thema passgenau bei der Forschungsstrategie der TU Dresden, welche sich als global bezogene Universität an der Bewältigung der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts beteiligen möchte.
In Zukunft wird nicht das Rechnen selbst, sondern die Kommunikation in Computersystemen den Energieverbrauch dominieren. Im von Prof. Gerhard Fettweis und Dr. Meik Dörpinghaus koordinierten Projekt E4C soll dieser Verbrauch massiv reduziert werden. E4C steht für „Extrem Energieeffiziente Edge Cloud Hardware am Beispiel Cloud Radio Access Network“. Eine skalierbare Computerarchitektur wird entwickelt, welche aus optimierten Rechenknoten und einer neuartigen hybriden Datenbusstruktur aus elektrischen, optischen und drahtlosen Kommunikationsverbindungen aufgebaut ist.
Diese kann z.B. in Edge-Servern für virtualisierte 5G-Funkzugangsnetze eingesetzt werden. Die Projektpartner sind TU Dresden (Vodafone Stiftungslehrstuhl für Mobile Nachrichtensysteme, Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik, Professur für Compilerbau, Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie, Professur für Hochfrequenztechnik), eesy-IC GmbH, ficonTEC Service GmbH, First Sensor Microelectronic Packaging GmbH, GCD Printlayout GmbH, Micro Systems Engineering GmbH und VI-Systems GmbH. Das Projekt wird zudem begleitet von Nokia Bell Labs, Vodafone GmbH, GLOBALFOUNDRIES LLC & Co. KG, Cloud&Heat Technologies GmbH sowie National Instruments Corp.
DAKORE steht für „Datenfunknetz mit Adaptivhardware und KI-Optimierung zur Reduktion des Energieverbrauches“ und wird vom Team von Prof. Frank Ellinger geleitet. Sein großer Dank gilt Peter Brandl, Franz A. Dürrwald und Andreas Seidel für deren Einsatz bei der Antragsphase. Durch die bedarfsgerechte Optimierung auf stark variierende Performanz-Anforderungen soll der Energieverbrauch von 5G-Funkzugangsnetzen stark reduziert werden. Dazu wird ein holistischer Ansatz entwickelt, der erstmals die ganzheitliche und dynamische Adaptivität von Elektronikkomponenten als auch Software – von globalen KI-Algorithmen bis hin zur Transistorsteuerung unter Beibehaltung der Dienstgüte – verfolgt.
Besonders wichtig ist hier die Senkung des Energieverbrauchs der Leistungsverstärker, welche bisher „Leistungsfresser“ sind. Die Projektpartner sind Technische Universität Dresden (Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie, Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze, Professur für Adaptive Dynamische Systeme), IMST GmbH, Xilinx Dresden GmbH, CampusGenius GmbH, A.N. Solutions GmbH, brown-iposs GmbH, atesio GmbH, Deutsche Funkturm GmbH, National Instruments Dresden GmbH, Deutsche Telekom AG (assoziiert), Ericsson (assoziiert), Vodafone GmbH (assoziiert), United Monolithic Semiconductors GmbH (assoziiert), X-FAB Silicon Foundries SE (assoziiert), Infineon Technologies AG (assoziiert) und Cloud&Heat Technologies GmbH (assoziiert).