Memristoren für zukünftige Rechnersysteme

Als Memristor bezeichnet man eine Klasse von elektronischen Zweitor-Bauelementen, deren Strom-/Spannungsverlauf eine zumeist durch den Nullpunkt verlaufende eingeklemmte Hystereseschleife aufweist („if it’s pinched it’s a memristor“). Memristoren bieten interessante Eigenschaften wie hohe Speicherdichten, niedrige elektrische Leistungen beim Schreiben und Lesen, Multibit-Speicherfahigkeit und CMOS-kompatbile Herstellungsprozesse. Daruber hinaus lassen sich Memristoren nicht nur zum Speichern, sondern auch zum Verarbeiten von Daten nutzen. Memristoren werden zukunftige Rechensysteme auf verschiedenen Ebenen verandern und mehr in Richtung hin zu Speicher-zentrierten Architekturen verschieben. Dies beginnt bei noch weitgehend konventionellen Ansatzen wie den sog. Storage-Class-Memories, einer neuen Speicherhierarchieebene zwischen Arbeits- und Hintergrundspeicher, und endet bei unkonventionellen Near- und In-Memory-Architekturen, in denen Speichern und Verar­beiten von Daten ohne raumlich grose und damit vergleichsweise Energie-intensive Datenbewegen zwischen Prozessoren und Speicher stattfindet. Ferner bieten Memristoren durch die dem biologischen Vorbild eines neuronalen Netzes weitgehend entsprechende direkte Nachbildung von Synapsen als flexible elektrische Widerstande vielfaltige Moglichkeiten zur Realisierung neuromorpher und biologisch-inspirierter Schaltkreise und Architekturen.