ARM: Akkus sind das eigentliche Problem bei 4G

Mit der Einführung von 4G-Mobilfunkanwendungen wie LTE wird es für die Hersteller von Smartphones und anderen mobilen Geräten zunehmend schwer, zumindest die heutigen Qualitätsstandards zu halten. Das Problem ist dabei nicht die vom Prozessor bereitgestellte Leistung zur Datenverarbeitung, sondern die Stromversorgung. Das erklärte Simon Segars, ein Veteran beim Chip-Designer ARM, auf der Fachkonferenz Hot Chips. Zum Vergleich blickte er auf die Zeit zurück, als in der mobilen Datenübertragung lediglich 2G-Dienste zur Verfügung standen. Schon damals sei die Entwicklung eines entsprechenden Funkmoduls ein komplexes Problem gewesen, allerdings sei man mit einem Signalprozessor und etwas Steuerungselektronik ausgekommen.

Ein 4G-Modem stelle nun die hundertfache Bandbreite zur Verfügung, sei dabei 500 mal komplexer als die 2G-Lösung. Hier wird gleich eine ganze Reihe von Signalprozessoren benötigt. Angesichts der fortgeschrittenen Miniaturisierung im Chipdesign braucht man dafür zwar nicht mehr Platz. "Aber es wird eine Menge Energie geschluckt, und dies ist das eigentliche Problem", so Segars.

Die Versorgung der immer komplexeren Chips sei zu einer systemweiten Problemstellung geworden. "Und der Grund dafür liegt darin, dass die Akkus einfach Schund sind", führte der ARM-Manager aus. In der Halbleiter-Branche geht die Entwicklung weiterhin nach dem Mooreschen Gesetz voran, wonach sich Komplexität und Leistung etwa alle 18 Monate verdoppeln.

Die Leistungsfähigkeit von Akkus steigt aber nur um etwa 10 Prozent pro Jahr. Sie kann also in absehbarer Zeit nicht mehr mit dem wachsenden Energiehunger der mobilen Geräte mithalten. Forscher arbeiten deshalb schon länger an grundlegend neuen Akku-Konzepten sowie an alternativen Methoden zur Stromversorgung, wie beispielsweise Brennstoffzellen, die mobile Geräte mit selbst erzeugtem Strom versorgen können, aber regelmäßig betankt werden müssen.