In Kürze
- Forschende der Penn State University haben synthetische DNA mit einem Perowskit-Halbleiter zu einem sogenannten Memristor kombiniert – einem Bauteil, das Informationen am selben Ort speichert und verarbeitet und sich dabei an die Richtung des zuvor geflossenen Stroms erinnert, selbst wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.
- Diese Bauweise ahmt die Funktionsweise von Neuronen im Gehirn nach und erreicht laut den Forschenden eine hohe Speicherdichte bei rund hundertmal geringerem Energieverbrauch als vergleichbare konventionelle Speichertechnologien.
- Die Arbeit knüpft an eine wachsende Zahl von Forschungsprojekten an, etwa beim belgischen Forschungsinstitut imec, die DNA-basierte Datenspeicherung als Antwort auf den rasant steigenden Energiebedarf von KI-Systemen und die begrenzte Skalierbarkeit klassischer Speicherchips untersuchen.
Was ist passiert?
Ein Forschungsteam der Penn State University hat, wie ScienceDaily am 16. August 2026 berichtete, ein neuartiges Speicherbauteil entwickelt, das synthetische DNA mit einem Perowskit-Halbleiter kombiniert. Das Ergebnis ist ein sogenannter Memristor – ein elektronisches Bauteil, das Informationen am selben Ort speichert und verarbeitet, anstatt beides in getrennten Komponenten zu erledigen, wie es bei klassischen Computerarchitekturen der Fall ist. Der Baustein kann sich dabei an die Richtung des zuvor durch ihn geflossenen Stroms erinnern, selbst nachdem die Stromversorgung unterbrochen wurde.
Diese Funktionsweise ahmt nach, wie Neuronen im menschlichen Gehirn Informationen verarbeiten und speichern. DNA gilt schon länger als eine der dichtesten bekannten Formen der Informationsspeicherung – ein einzelnes Gramm kann rechnerisch rund 215 Millionen Gigabyte an Daten fassen. Die neue Arbeit adressiert eine zentrale Hürde bisheriger Forschung: DNA-basierte Speicherung bislang praktisch nutzbar in elektronische Systeme einzubinden. Nach Angaben der Forschenden benötigt der neue Baustein bei hoher Speicherdichte rund hundertmal weniger Energie als vergleichbare konventionelle Speichertechnologien.
Warum ist das wichtig?
Der Energiebedarf von KI-Systemen ist zu einem der drängendsten Engpässe der Branche geworden: Grosse Sprachmodelle benötigen für Training und Betrieb wachsende Mengen an Strom und Kühlung, was in mehreren Ländern bereits zu Diskussionen über die Belastung der Stromnetze durch neue Rechenzentren geführt hat. Bauteile, die Daten mit einem Bruchteil des bisherigen Energieverbrauchs speichern und verarbeiten können, gelten als einer der vielversprechendsten Wege, dieses Wachstum langfristig tragbar zu machen.
Die Kombination aus biologischem Material und klassischer Halbleitertechnik ist zugleich Teil eines breiteren Forschungstrends: Institutionen wie das belgische Forschungszentrum imec verfolgen parallel DNA-basierte Datenspeicherung als Antwort auf die begrenzte Skalierbarkeit heutiger Speicherchips. Bis solche bio-hybriden Bauteile in kommerziellen Produkten ankommen, dürften allerdings noch Jahre vergehen – die Forschung zeigt aber, dass Alternativen zu den heute dominanten, energiehungrigen Speicherarchitekturen technisch machbar sind.
Was bedeutet das für die Schweiz?
- Der Stromverbrauch von KI-Rechenzentren ist in der Schweiz ein aktuelles energiepolitisches Thema: Wachsende Rechenkapazitäten für KI-Anwendungen stehen in einem Spannungsfeld zu den Zielen des Stromgesetzes und der Versorgungssicherheit – Forschung zu radikal stromsparenderen Speicher- und Rechenbausteinen wie dem Penn-State-Memristor liefert direkt Argumente und mögliche Lösungsansätze für diese Debatte.
- Schweizer Forschungsinstitutionen wie die ETH Zürich, die EPFL und die Empa sind selbst in der Entwicklung energieeffizienter und neuromorpher Rechenarchitekturen aktiv; die bio-hybride Kombination aus DNA und Halbleitermaterial eröffnet Anknüpfungspunkte für bestehende Schweizer Kompetenz in flexibler und bio-inspirierter Elektronik, etwa an der Empa.
- Für Schweizer Rechenzentrumsbetreiber und Cloud-Anbieter könnten drastisch stromsparendere Speicherbausteine langfristig sowohl die Betriebskosten senken als auch helfen, die Anforderungen an Energieeffizienz zu erfüllen, die im Rahmen der Schweizer Klimaziele zunehmend auch für Rechenzentren gelten.
Verwendete Quellen
ScienceDaily fasste die am 16. August 2026 veröffentlichten Penn-State-Forschungsergebnisse zusammen; TechRadar und Embedded Computing Design ordneten die Bedeutung für die KI-Hardware-Entwicklung ein.
- ScienceDaily Scientists turn DNA into a memory device that uses 100x less power Originaldatum nicht erfasst
Häufige Fragen
Was ist die Kernaussage zu Forschende bauen KI-Speicherchip aus synthetischer DNA – mit rund 100-mal weniger Stromverbrauch?
Forschende der Penn State University haben synthetische DNA mit einem Perowskit-Halbleiter zu einem sogenannten Memristor kombiniert – einem Bauteil, das Informationen am selben Ort speichert und verarbeitet und sich dabei an die Richtung des zuvor geflossenen Stroms erinnert, selbst wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.
Warum ist diese KI-Meldung für die Schweiz relevant?
Der Stromverbrauch von KI-Rechenzentren ist in der Schweiz ein aktuelles energiepolitisches Thema: Wachsende Rechenkapazitäten für KI-Anwendungen stehen in einem Spannungsfeld zu den Zielen des Stromgesetzes und der Versorgungssicherheit – Forschung zu radikal stromsparenderen Speicher- und Rechenbausteinen wie dem Penn-State-Memristor liefert direkt Argumente und mögliche Lösungsansätze für diese Debatte.
Welche Quelle nutzt KI News Schweiz für diese Einordnung?
ScienceDaily fasste die am 16. August 2026 veröffentlichten Penn-State-Forschungsergebnisse zusammen; TechRadar und Embedded Computing Design ordneten die Bedeutung für die KI-Hardware-Entwicklung ein.