Memristor Strom aus, Speicher an

Forscher aus den HP Labs in Palo Alto in Kalifornien haben die Existenz eines vierten passiven Basiselements der Elektronik nachgewiesen, das Informationen speichert und auch im stromlosen Zustand bewahrt.

Der Memristor, dessen Name sich aus Memory (Speicher) und Resistor (Widerstand) zusammensetzt, ist quasi ein »Widerstand mit Gedächtnis«. Er merkt sich auch nach Abschalten der Stromversorgung den Wert der Spannung und wie lange sie angelegt war. Der Memristor besitzt damit Eigenschaften, die nicht aus der Kombination der bisher bekannten drei Basiselemente der Elektronik – Widerstand, Kondensator und Spule – erreicht werden können.

Der Memristor von HP besteht aus zwei extrem dünnen Titanoxid-Schichten mit unterschiedlichen Widerstandswerten. Wenn Strom durch das Bauteil fließt, ändert sich ihre atomare Struktur und dadurch der Gesamtwiderstand des Bauteils. Durch diesen Effekt können Informationen gespeichert werden.
Mithilfe des Memristors könnten nach Ansicht der Forscher in Zukunft neue Speicher entwickelt werden, die in der Lage seien, die heute gängigen DRAMs zu ersetzen. Computer mit Arbeitsspeicher auf DRAM-Basis speichern bei Stromausfall Informationen nicht und benötigen einen energie- und zeitintensiven Bootprozess für den Neustart. Ein Rechner mit Memristor bräuchte dies nicht und würde deshalb nicht nur alle Informationen behalten, sondern auch noch weniger Energie aufnehmen.

Ein weiteres mögliches Anwendungsgebiet sind Rechnersysteme, die eine Reihe von Ereignissen ähnlich verarbeiten, wie das menschliche Gehirn Muster wiedererkennt. Damit ließen sich beispielsweise Verfahren wie die biometrische Gesichtserkennung so verbessern, dass sie eine komplexe Zusammenstellung verschiedener Merkmale erkennen oder aus Erfahrung lernen könnten.

Der Memristor wurde bereits 1971 von Leon Chua, seinerzeit Professor an der kalifornischen Berkeley Universität, theoretisch beschrieben. Mithilfe der Nanotechnik konnten die HP-Forscher das Bauteil nun zum Leben erwecken. Das Forscherteam hat seine Ergebnisse in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins »Nature« veröffentlicht.