Kosmische Strahlung verursacht Probleme mit Smartphones

Leistungselektronik und Prozessoren können in der heutigen Zeit immer kleiner gebaut werden. Mittlerweile ist die Industrie bei Bauformen angelangt, die so klein und so eine hohe Prozessdichte besitzen, dass selbst kosmische Strahlung Einfluss auf die Funktionsweise eines aktuellen Smartphones haben kann.

Wir hier auf der Erde werden von der Atmosphäre geschützt, unter anderem vor kosmischer Strahlung. Forscher an der Vanderbilt Universität in Nashville, Tennessee haben jetzt herausgefunden, dass Quantenpartikel von unserer Sonne und selbst weit entfernte Schwarze Löcher bei heutigen mobilen Geräten Fehlfunktionen verursachen können. Die Hersteller der Computerchips pressen mittlerweile so viele Transistoren auf so engem Raum zusammen, dass die Wahrscheinlichkeit von sogenannten „bit-flips“ immer mehr zunimmt.

Außerhalb der schützenden Erdatmosphäre ist die kosmische Strahlung so hoch, dass sie Krankheiten und im schlimmsten Fall den Tod verursachen kann. Treffen diese Strahlen auf die Erdatmosphäre, können sekundäre Teilchen entstehen, beispielsweise Neutronen, Myonen und Alpha-Teilchen. Millionen dieser Quantenteilchen bombardieren uns regelrecht in jeder einzelnen Sekunde, ohne das wir etwas spüren. Allerdings haben einige dieser Teilchen einen Energielevel, welcher hoch genug ist, um Elektronen in einem elektrischen Schaltkreis kurzzeitig in eine andere Richtung zu lenken. Dies kann zu Fehlern oder Datenverlust führen. Wissenschaftler kennen dieses Phänomen und forschen bereits seit Jahren daran. In einer aktuellen Studie wurden die drei letzten Produktionsgenerationen 28 Nanometer, 20 Nanometer und die aktuelle 16 Nanometer Bauweise erforscht. Dazu setzten die Forscher die Computerchips in einem speziellem Labor regelmäßig einer Strahlung aus. Bei einer kleineren Bauweise benötigen die Chips weniger elektrische Ladung um ein Bit zu erzeugen, sprich aus einer „0“ eine „1“ zu machen. Wie man der Grafik entnehmen kann, sind genau aus diesem Grund kleinere Bauformen wesentlich fehleranfälliger als ihre Vorgänger.

Glücklicherweise gibt es in den wichtigen Bereichen wie Medizin, IT, Logistik und anderen Bereichen zusätzliche Sicherheiten wie integrierte Fehlerkorrekturen. Der Sektor der Endverbraucher liegt dort jedoch noch weit zurück. Allerdings sind Firmen wie AMD, ARM und Qualcomm, welche die neueste Studie auch finanziert haben, daran interessiert, eine dauerhafte Lösung für Jedermann zu entwickeln. Sorgen machen muss man sich allerdings nicht, denn sollte das eigene Mobiltelefon doch einmal einem Partikel in die Quere geraten, wird sich das höchstens in einem Glitch oder ähnlichem bemerkbar machen; nervig, aber nicht gefährlich.

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