HP: Memristor-Chips ermöglichen deutlich leistungsfähigere Computer

Hewlett-Packard hat neue Verwendungsmöglichkeiten für die von ihm entwickelten Memristoren vorgestellt. Wie man jetzt herausgefunden habe, eigne sich dieser Schaltkreistyp nicht nur als Alternative zu Flash-Speicher, sondern könne auch Logik-Operationen ausführen.

Ein Schaltkreis mit 17 Memristoren unter dem Mikroskop (Bild: J.J. Yang, HP Labs)

Mit den Bausteinen lassen sich HP zufolge Berechnungen „dezentral“, das heißt außerhalb eines zentralen Prozessors durchführen. Außerdem seien Memristoren schneller, energiesparender und widerstandsfähiger gegen Strahlung als derzeit verwendete Speicher wie Flash. Sie böten darüber hinaus eine doppelt so hohe Speicherdichte.

„Memristor-Geräte könnten das Standard-Paradigma bei Computern ändern. Denn mit ihnen lassen sich Berechnungen in denselben Chips ausführen, in denen die Daten gespeichert sind, anstatt in einer zentralen Recheneinheit“, sagt R. Stanley Williams vom HP Information and Quantum Systems Lab. „Nach unserer Einschätzung könnten wir dadurch in ferner Zukunft in der Lage sein, kleinere, stromsparendere Computersysteme zu bauen. Und das, nachdem es schon nicht mehr möglich ist, Transistoren nach dem Mooreschen Gesetz weiter zu verkleinern.“

Dadurch, dass Memristoren ihre elektrische Ladung nicht verlieren und gespeicherte Inhalte auch ohne Stromzufuhr behalten, denken die HP-Forscher bereits an Computer, die man ohne Boot-Pause wie eine Glühbirne ein- und ausschalten kann. Man habe neue Architekturen für Chips mit Memristoren entwickelt. Erste Geräte mit diesen Schaltkreisen könnten schon in den nächsten Jahren auf den Markt kommen.

Außerdem arbeitet HP nach eigenen Angaben an einer Architektur, bei der mehrere Ebenen von Memristoren in einem Chip übereinander gestapelt werden. In fünf Jahren könnten solche Chips mobilen Geräten zur zehnfachen Speicherkapazität heutiger Modelle verhelfen. Auch Supercomputer profitierten davon.

Darüber hinaus sollen Prozessoren mit Memristoren die Silizium-Komponenten ersetzen, die etwa in E-Book-Reader-Displays verwendet werden. Im größeren Rahmen könnte man dank der neuen Bausteine bei vielen Geräten auf Silizium-Bestandteile verzichten.

Die Idee des Memristors stammt ursprünglich von Leon Chua, Professor an der Berkeley-Universität in Kalifornien, aus den 70er Jahren. Aufbauend auf Chuas Forschung baute HP vor zwei Jahren den ersten Memristor. Ein biegbares Modell demonstrierte das U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) im Sommer 2009.