Ohne Widerstände, Induktivitäten und Kondensatoren gibt es keine sinnvolle elektronische Schaltung. Dies war jahrzehntelang der Fall, bis HP-Forscher im vergangenen Mai physisch demonstrierten, was Leon Chua seit 1971 theoretisch unterstützt hatte: die Existenz des Memristors.
Der Memristor ist im Wesentlichen ein Widerstand mit Gedächtnis. Widerstände, eine der am häufigsten vorkommenden Komponenten in jedem elektronischen Schaltkreis, stellen eine Barriere für den Durchgang von elektrischem Strom dar, Kondensatoren speichern eine bestimmte Menge Strom und Induktivitäten oder Spulen speichern Energie in Form eines Magnetfelds.
wie ein Flash-Speicher
Andererseits ist der Memristor ein Widerstand mit Gedächtnis, eine Eigenschaft, die nur mit einer unpraktischen und unverhältnismäßigen Kombination einer großen Anzahl von Widerständen, Kondensatoren, Induktivitäten und anderen Elementen reproduziert werden kann, was Chua theoretisch getestet hat.
Ein Memristor ist wie ein Flash-Speicher: Er speichert Daten auch dann, wenn der Computer ausgeschaltet ist, verbraucht aber viel weniger Strom und erfordert nur sehr wenig Material für den Aufbau.
„Der Widerstand stellt immer den gleichen Schwierigkeitsgrad für den Stromdurchgang dar; der Memristor hingegen nicht, da er abhängig von der Strommenge und der Flussrichtung variiert: In der einen Richtung nimmt der Widerstand zu, in der anderen nimmt er ab.“ „, erklärt Leon Chua, der eine Konferenz an der Ingenieur- und Architekturschule La Salle in Barcelona hielt.
Der Memristor kann sich die letzte Spannung merken, die er hatte, sodass diese Daten in Form von Nullen und Einsen, aber auch in einer ganzen Abstufung von Zuständen interpretiert werden können. Mit anderen Worten: Durch die Steuerung des elektrischen Stroms, der durch diese Komponente fließt, können die gewünschten Informationen geschrieben und gelöscht werden.
Chua sieht in Memristoren einen guten Ersatz für RAM, der dem Computer das Funktionieren ermöglicht. Die im RAM gespeicherten Informationen sind temporär, d. h. sie verschwinden, wenn der Computer ausgeschaltet wird. Deshalb startet jedes Mal, wenn Sie den Computer einschalten, das System neu und Sie müssen lange warten, bis der RAM die Betriebssystemdaten geladen hat. Mit einem mit Memristoren aufgebauten Speicher wäre es beispielsweise möglich, das Photoshop-Programm mitten in der digitalen Retusche zu verlassen, den Computer auszuschalten und beim Einschalten, vielleicht Wochen später, alles genauso vorzufinden, wie Sie es verlassen haben Es.
Die Memristor-Technologie könnte bei der Entwicklung von Computern zum Einsatz kommen, „die sich Muster auf ähnliche Weise merken und zuordnen können wie Menschen. Beispielsweise in Gesichtserkennungssystemen, die auf der Grundlage von Erfahrungen lernen würden“, erklärt Chua.
Viele Prozesse, die den Einsatz von Fuzzy-Logik erfordern, wie etwa die Gesichtserkennung, sind mit den „Ja“- oder „Nein“-Antworten, den Nullen und Einsen des Codes digitaler Computer, nur sehr schwer zu lösen. „Ein analoger Computer, der auf der Funktionsweise des Gehirns basiert, könnte dies effizienter erledigen.“
Digitale Computer
Kurzfristig öffnen Memristoren die Tür zum Bau sofort betriebsbereiter digitaler Computer (mit ähnlichen Ergebnissen wie das Drücken eines Lichtschalters), ultradichten und sehr sparsamen Speichern. „Der Memristor kann Flash-Speicher oder Festplatten überflüssig machen und die Speicherdichte und -geschwindigkeit verhundertfachen, wobei die Kosten um das Hundertfache geringer sind“, sagt Chua.
Längerfristig schlägt der amerikanische Wissenschaftler die Schaffung analog arbeitender Geräte vor, die Informationen ähnlich wie das menschliche Gehirn verarbeiten und verknüpfen sollen.