Memristor

Der Memristor (aus Memory und Resistor) ist ein elektronisches Bauelement, das 1971 vom Elektroingenieur Leon Chua als viertes fundamentales passives Schaltelement theoretisch vorhergesagt wurde, neben Widerstand, Kondensator und Spule. Erst 2008 stellten Forscher bei HP Labs einen funktionierenden Prototyp her.

Das Besondere am Memristor: Sein elektrischer Widerstand hängt davon ab, wie viel Ladung zuvor durch ihn geflossen ist, und er behält diesen Zustand auch nach dem Abschalten der Stromversorgung. Er ist ein Widerstand mit Gedächtnis. Diese Eigenschaft macht ihn interessant für nichtflüchtige Speicher, die Daten ohne dauerhafte Stromversorgung behalten.

Das größte Potenzial liegt im neuromorphen Computing: Memristoren können die Funktion biologischer Synapsen nachahmen, die ihre Verbindungsstärke ebenfalls abhängig von der Nutzungshistorie anpassen. Schaltkreise aus Memristoren könnten Speicher und Verarbeitung am selben Ort vereinen (In-Memory-Computing) und damit den Flaschenhals zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher (Von-Neumann-Engpass) umgehen.

Weitere Anwendungsfelder sind ultradichte Datenspeicher und Hochfrequenzschaltungen. Die Technologie befindet sich noch im Forschungsstadium, wird aber als einer der vielversprechendsten Ansätze für energieeffiziente KI-Hardware gehandelt.

Gerade der Memristor könnte eine der hartnäckigsten Schwächen heutiger Computer beheben, den ständigen Datenverkehr zwischen Prozessor und Speicher. Weil er sich seinen Zustand merkt und Rechnen und Speichern am selben Ort vereint, ähnelt er der Arbeitsweise biologischer Synapsen. Das macht ihn zu einem Hoffnungsträger für neuromorphe, gehirnähnliche Chips, die künstliche Intelligenz mit einem Bruchteil des heutigen Energiebedarfs betreiben könnten. Dass ein 1971 nur theoretisch vorhergesagtes Bauteil erst Jahrzehnte später real wurde, zeigt zudem, wie lang der Weg von der Idee zur funktionierenden Technik sein kann.