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Tschüss Transistor

7. Februar 2011

Hallo Memristor!

„Ein Memristor – der Name ist ein Kofferwort aus memory (Speicher) und resistor (elektr. Widerstand) – ist ein passives elektrisches Bauelement, dessen elektrischer Widerstand nicht konstant ist, sondern von seiner Vergangenheit abhängt. Er wird neben dem  Widerstand, dem Kondensator und der Spule als viertes fundamentales passives Bauelement beschrieben. Im Gegensatz zu den anderen drei Bauelementen, die seit der Anfangszeit der Elektrotechnik existieren, konnte der Memristor erst im Jahr 2007 hergestellt werden.“

http://de.wikipedia.org/wiki/Memristor

Bildquelle: Wikimedia, J. J. Yang, HP Labs.

Leon Chua (University of California, Berkeley) beschrieb bereits im Jahr 1971 den zu dem Zeitpunkt noch nicht als passives Bauelement existierenden Memristor und seine Eigenschaften. Die erste physikalische Realisierung eines Dünnschichtverbundes mit solchen Eigenschaften wurde jedoch erst im Jahr 2007 mitgeteilt.

Im April 2008 haben Forscher der HP Labs einen relativ einfach aufgebauten Schichtverbund aus Titandioxid mit Platinelektroden als Memristor vorgestellt.

Das Wort Memristor ist eine Neuschöpfung aus „memory“ (Speicher) und „Resistor“ (Widerstand), weil es in seinen Eigenschaften eine Art Kreuzung dieser beiden Bausteine ist. Der entscheidende Vorteil: Ein mit Memristoren bestückter Computer könnte in Sekundenbruchteilen hochfahren, weil sein Zustand erhalten bleibt, wenn der Strom abgeschaltet wird. „Jahrelang, das haben wir getestet“, sagt Williams.

Heutige PCs dagegen verlieren den Inhalt ihres Arbeitsspeichers beim?Ausschalten – die benötigten Informationen muss sich der Rechner bei jedem Start neu von der Festplatte holen.

Die elektronischen Bauteile könnten aber noch viel mehr: Memristoren lassen sich laut Williams nämlich auch zu Logikbausteinen verschalten, um Rechenoperationen auszuführen, und dabei – anders als heutige Prozessoren – nicht nur die Werte „0“ und „1“, sondern auch beliebige Zwischenwerte annehmen. Diese sind möglich, weil Memristoren keinen konstanten, sondern einen variablen Widerstand haben, der sich durch das Ändern der angelegten Spannung kontinuierlich verstellen lässt.

Der Erfinder ist daher überzeugt, dass sie eines Tages auch Festplatten, RAM- sowie digitale Flash-Speicher museumsreif machen werden: Diese Speichermedien seien viel zu langsam, und die Physik setze ihrer Miniaturisierung Grenzen. Schon in wenigen Jahren werde die HP-Entwicklung diese Speicher aus Computern und Handys verdrängen – und irgendwann sogar Mikroprozessoren überflüssig machen.

Die Idee zum Memristor hatte Leon Chua, heute Elektrotechnik-Professor an der Universität in Berkeley, der Ende der sechziger Jahre in seiner Doktorarbeit die mathematischen Grundlagen von elektrischen Bauelementen formulierte. Laut Chuas Formeln musste es derer vier geben: Widerstände, Kapazitäten (Kondensatoren), Induktivitäten (Spulen) und eine Kreuzung aus regelbarem Widerstand mit Merkfunktion.

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