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Künstliche Intelligenz

Gezielte Materialfehler können Effizienz von Chips erhöhen


Was, wenn die winzigen Mängel in einem Material, die Ingenieure seit jeher zu vermeiden suchen, in Wahrheit ein ungenutztes Potenzial darstellen? Genau dieser Frage sind Forscher des Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) im chinesischen Ningbo nachgegangen. Ihre Antwort, veröffentlicht im renommierten Fachmagazin Nature Materials, könnte die Art und Weise, wie wir über die Entwicklung von Elektronik denken, grundlegend verändern.

Die Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, gezielt herbeigeführte „Unvollkommenheiten“ in einem Material zu nutzen, um die Energieeffizienz von spintronischen Bauteilen um das Dreifache zu steigern. Das ist ein bemerkenswerter Fortschritt auf einem Gebiet, das ohnehin als große Hoffnung für die Elektronik der Zukunft gilt.

Vom Problem zur Lösung: Der Spintronik-Ansatz

Die Spintronik gilt als eine der vielversprechendsten Technologien für das Zeitalter nach dem Silizium. Anstatt wie bei herkömmlichen Chips nur die elektrische Ladung von Elektronen für die Datenverarbeitung zu nutzen, bezieht die Spintronik eine weitere Quanteneigenschaft ein: den Spin der Elektronen, eine Art inneren Eigendrehimpuls.

Doch die Forschung stieß bisher auf einen hinderlichen Kompromiss. Materialfehler konnten zwar das Schreiben von Daten erleichtern, erhöhten aber zugleich den elektrischen Widerstand und damit den Energieverbrauch. Das Team aus China konzentrierte sich nun auf einen verwandten Quanten-Effekt, den sogenannten Orbital-Hall-Effekt. Dieser beschreibt die Bewegung von Elektronen um den Atomkern.

Hier entdeckten die Forscher einen unkonventionellen Mechanismus in dem Material Strontiumruthenat. Vereinfacht ausgedrückt, führen bestimmte Streuprozesse an den Materialdefekten nicht zu einem Leistungsverlust, sondern verlängern die „Lebensdauer“ des orbitalen Impulses. Das Resultat ist ein stärkerer orbitaler Strom, der für das Schalten von magnetischen Zuständen genutzt werden kann.

Ein neues Regelwerk für das Chipdesign

„Diese Arbeit schreibt im Grunde das Regelwerk für das Design dieser Bauteile neu“, erklärt Prof. Zhiming Wang, einer der korrespondierenden Autoren der Studie, laut einer Mitteilung, die ScienceDaily veröffentlichte. „Anstatt Materialunreinheiten zu bekämpfen, können wir sie nun ausnutzen.“

Seine Kollegin Dr. Xuan Zheng, eine der Erstautorinnen, ergänzt, dass diese Streuprozesse, die „normalerweise die Leistung beeinträchtigen, tatsächlich die Lebensdauer des Bahndrehimpulses verlängern und dadurch den orbitalen Strom verstärken“. Diese Erkenntnis ist der Kern des Durchbruchs.

So vielversprechend diese Ergebnisse klingen, so klar ist auch der potenzielle Haken. Es handelt sich um Grundlagenforschung, die unter Laborbedingungen stattgefunden hat. Der Weg von einer dreifachen Effizienzsteigerung auf einem experimentellen Chip bis hin zu einer zuverlässigen Massenproduktion für den Markt ist erfahrungsgemäß lang, komplex und kostenintensiv.

Dennoch ist die Entdeckung mehr als nur ein weiterer akademischer Erfolg. Sie stellt ein etabliertes Paradigma in der Materialwissenschaft infrage – nämlich, dass Perfektion und Reinheit immer das oberste Ziel sein müssen. Sollte sich der Ansatz als skalierbar erweisen, könnte er die Entwicklung von extrem schnellen und energieeffizienten Speichern wie MRAMs beflügeln und damit künftigen KI-Anwendungen oder mobilen Geräten zugutekommen.

Dieser Beitrag ist zuerst bei t3n.de erschienen.


(jle)



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Sony-Kamerasteuerung kommt auf den Mac – mit dickem Pferdefuß


Sonys Alpha-Kameras sind sehr beliebt, aber für eine Sache nicht bekannt: Ihre einfache Bedienung. Das sieht auch der japanische Konzern so und hat mit der App Monitor & Control (kurz: M&C) eine umfangreiche Fernsteuerungslösung für iPhone und iPad sowie Android-Geräte im Angebot. Diese dient nicht nur der Überwachung des Bildes, sondern auch der schnellen Konfiguration der Foto- und Videokameras FX6, FX3, FX2, FX30, A1 und A1 II, A9 III, A7R V, A7S III, A7 IV und ZV-E1. Unterstützt werden außerdem die Videokameras PXW-Z300, PXW-Z200, HXR-NX800 und Burano. Nun hat Sony erstmals eine Mac-Version von M&C in den App Store gestellt. Das ist zwar zunächst sehr positiv, hat allerdings auch Nachteile, die rein wirtschaftlicher Natur sind.

Macs sind für Sony grundsätzlich für Profis

Wer bereits eine teure Alpha erworben hat, erwartet eigentlich, dass ein Werkzeug wie M&C, das die Nutzung erleichtert, kostenlos ist. Das ist grundsätzlich auch der Fall: Die meisten Features sind gratis nutzbar. Allerdings gibt es Zusatzfeatures wie Aufnahmedaten als Snapshot, die gleichzeitige Anwendung von Einstellungen auf alle Kameras und mehr Voreinstellungen für Zuschneidungen/Rahmen (bis zu 10 statt 2), für die Sony eine „Basic“-Premiumgebühr haben möchte.

Wirklich professionell wird es erst mit dem Premium-Tarif: Dieser kann nicht nur vier, sondern bis zu 20 Kameras steuern. Und hier ist dann auch der Pferdefuß: Während das Multi-Cam-Monitoring in den Mobilversionen inklusive iPad auch ohne Bezahlung für vier Kameras enthalten ist, verlangt Sony für diese Funktion auf dem Mac gleich das Premium-Abo. Ansonsten ist nur Single-Cam-Monitoring auf dem Rechner erlaubt. Wieso Sony dies so umsetzt, weiß nur der Konzern allein – offenbar geht man davon aus, dass Mac-Nutzer stets „Profis“ sind.

Verwirrendes Preismodell – Monat anfangs billiger

Die Tarife dafür sind gesalzen. Laut Sonys Angaben (Login erforderlich) kostet der Premium-Tarif, der Multi-Cam-Support für den Mac einschließt, 21,99 Euro im Monat oder 261,68 Euro im Jahr. Verwirrenderweise lässt sich durch Abschluss des Jahresabos trotz anderslautender Aussage fast nichts sparen (263,88 statt 261,68 Euro) – beziehungsweise man zahlt im ersten Jahr sogar drauf: Im Monatsabo ist der erste Monat nämlich als Trial kostenlos.

Zum Vergleich: Für den Basic-Tarif, der bis auf Multi-Cam die meisten Premium-Funktionen für M&C enthält, zahlt man 4,99 Euro im Monat oder 59,38 Euro im Jahr. Auch hier gilt das gleiche Spiel: Nutzt man den ersten Monat als Trial, ist das Monatsabo deutlich billiger als das Jahresangebot, sonst nur minimal billiger. M&C benötigt auf dem Mac mindestens macOS 14.7 oder macOS 15.3. Die App orientiert sich an der iPad-Version.


(bsc)



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Künstliche Intelligenz

Solarpaneele für unterwegs: Wie viel sie wirklich leisten


Smartphone, Bluetooth-Speaker, E-Book-Reader, Actioncam oder Drohne: Die Auswahl nützlicher akkubetriebener Kleingeräte für unterwegs kann einen halben Rucksack füllen. Wer auf Wanderungen, Radtouren oder beim Strandausflug eine längere Abstinenz von der Steckdose plant, muss gut kalkulieren, ob Akkukapazität und Ladezustand der Geräte ausreichen. Oder ob es eine Backup-Lösung braucht. Eine Powerbank ist als Ergänzung praktisch. Ihre Energiemenge reicht möglicherweise allein nicht aus.

Abhilfe versprechen mobile Solarladegeräte, die für Strom sorgen, sobald ausreichend Sonnenlicht vorhanden ist. Von den Herstellern als faltbare Paneele konstruiert, lassen sie sich leicht verstauen, um aufgeklappt mit möglichst großer Fläche die Sonne einzufangen. Verfügen sie zusätzlich über Ösen und Karabiner, lassen sie sich an den Rucksack klinken und produzieren auch beim Wandern und Radfahren Strom.

  • Praxistest mit drei Modellen: Faltbare Solarpaneele von Anker, Bigblue und Sunnybag müssen unter der Augustsonne Hannovers zeigen, wie viel Energie sie wirklich liefern.
  • An die beworbenen Maximalwerte der Geräte kommen wir nicht heran.
  • Die maximale Leistung eines einzelnen Ladeanschlusses erreicht im Test nur ein Gerät. Nutzt man zwei Anschlüsse gleichzeitig, lässt sich oft noch etwas mehr Energie aus der Sonne ziehen.

Doch wie leistungsstark sind aktuelle Modelle in der Praxis? Bringt die Investition von etwa 60 bis 80 Euro nennenswerte Unabhängigkeit von der nächsten Steckdose? Wir haben uns drei faltbare Solarladegeräte mit 20 bis 30 Watt solarer Spitzenleistung angesehen: das Anker Solix PS 30 mit bis zu 30 Watt, das Bigblue Solarpowa 28 mit maximal 28 Watt und das Sunnybag Sunbooster 21 mit bis zu 21 Watt. Die Geräte haben jeweils mindestens zwei USB-Anschlüsse zum Laden von Geräten und lassen sich stationär nutzen oder am Rucksack befestigen.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Solarpaneele für unterwegs: Wie viel sie wirklich leisten“.
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programmier.bar: CTO-Special mit Emil Sjölander von Figma


Wie wird man Director of Engineering bei einem der spannendsten Design-Tools der Welt? Emil Sjölanders Karriere beginnt nicht etwa im Silicon Valley, sondern in Schweden, mit einem ungewöhnlichen Studium und mit Projekten, die international für Aufsehen sorgen.

In dieser englischsprachigen Folge erzählt Emil Sjölander, wie ihn sein Weg zu Figma geführt hat, warum ihn Software als Medium fasziniert und was aus seiner Sicht wirklich gute Produkte ausmacht. Mit Garrelt Mock und Dennis Becker von der programmier.bar spricht er auch über den Entwicklermodus (Dev Mode) in Figma, an dem er maßgeblich beteiligt war – und darüber, wie Figma es schafft, als Unternehmen so flexibel und nutzerzentriert zu bleiben.

Was steckt hinter Figmas Firmenkultur? Was können andere Tech-Teams davon lernen? Und was sollten alle wissen, die bessere Software bauen wollen? Sjölander teilt Erfahrungen, Einblicke und ein paar spannende Anekdoten.

Empfohlener redaktioneller Inhalt

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Die aktuelle Ausgabe des Podcasts steht auch im Blog der programmier.bar bereit: „Emil Sjölander von Figma„. Fragen und Anregungen gerne per Mail oder via Mastodon, Bluesky, LinkedIn oder Instagram.


(mai)





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