Memristor

Memristor ist eine elektrische Komponente, die den Fluss des elektrischen Stroms in einer Schaltung begrenzt oder reguliert und die Ladungsmenge festhält, die bis zu diesem Zeitpunkt durchgeflossen ist. Memristors sind wichtig, weil sie nicht-flüchtig sind – das heißt, sie behalten Memory-Inhalte auch ohne Strom.

Das ursprüngliche Konzept für Memristor, so wie es 1971 von Professor Leon Chua an der University of California in Berkeley entworfen worden war, bestand aus einer nicht-linearen, passiven zweipoligen elektrischen Komponente, die elektrische Ladung und magnetische Bewegung miteinander verband. Seitdem wurde die Definition von Memristor ausgeweitet und schließt jede Form von nicht-flüchtigem Memory ein, die auf Widerstandsschaltungen beruht. Diese Schaltungen erhöhen den Stromfluss in eine Richtung und senken ihn in der entgegengesetzten Richtung.

Ein Memristor wird oft verglichen mit einem imaginären Wasserrohr. Wenn das Wasser in eine Richtung fließt, erweitert sich der Durchmesser des Rohrs und erlaubt es dem Wasser, schneller zu fließen – aber wenn das Wasser in die entgegengesetzte Richtung fließt, zieht sich der Durchmesser des Rohrs zusammen und verlangsamt den Fluss des Wassers nach unten. Wird das Wasser abgestellt, behält das Rohr seinen aktuellen Durchmesser, bis das Wasser wieder angestellt wird. Um die Analogie fortzusetzen: Wenn der Strom eines Memristors abgestellt wird, behält der Memristor seinen aktuellen Widerstandswert. Dies würde bedeuten, dass nach einem plötzlichen Stromausfall alle in diesem Moment geöffneten Anwendungen und Dokumente wieder genauso auf dem Bildschirm zu sehen wären, wenn der Computer wieder hochgefahren wird.

Memristors, die als eine Unterkategorie von widerstandsfähigem (resistive) RAM betrachtet werden, sind eine von verschiedenen Speichertechnologien, die laut einigen Prognosen Flash-Memory ersetzen können. Wissenschaftler in den HP-Laboratorien bauten den ersten arbeitsfähigen Memristor im Jahr 2008. Seitdem haben Forscher in vielen großen IT-Unternehmen untersucht, wie man Memristors dazu verwenden kann, kleinere, schnellere und weniger energie-hungrige Computer zu bauen, deren Daten nicht zwischen flüchtigem und nicht-flüchtigem Memory übertragen werden müssen. Wenn man die Speicherhierarchie durch das Ersetzen von DRAM und Festplatten flacher machen könnte, wäre es theoretisch möglich, analoge Computer zu bauen: Diese würden ihre Berechnungen auf den gleichen Chips ausführen, die die Daten speichern.

Siehe auch den Artikel zur Zukunft der NAND Flash-Technologie und zu neuen Memory-Formen einschließlich Memristor.

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