Memristoren können beispielsweise als superschneller Speicher für Steuersysteme eingesetzt werden. Abb.: Namlab Dresden
Forscher aus Sachsen und Bayern forschen an neuartiger Elektronik
Dresden, 22. August 2016. Um auf dem Weg zu künstlichen Gehirnen voran zu kommen, haben Elektronik-Professoren aus Sachsen und Bayern gestern ein neues Forschungszentrum „Chua Memristor Center“ (CMC) in Dresden gegründet. Dort wollen sie „Memristoren“ untersuchen und konstruieren. Dies sind innovative Nanoschalter, die wie das menschliche Nervensystem „lernfähig“ sind.
Leon O. Chua. Foto: privat, Uni Berkeley
Der US-Ingenieur Prof. Leon O. Chua hatte das Memristor-Prinzip bereits 1971 skizziert. Er ist daher auch Namensgeber des neuen Zentrums und sitzt im wissenschaftlichen Beirat. Seine Wortprägung „Memristor“ setzt sich aus den englischen Worten „Memory“ (Speicher) und „Resistor“ (Widerstand) zusammen. Ähnlich wie klassische Transistoren in heutigen Chips können sie durch Steuerströme dazu gebracht werden, Informationen zu speichern. Anders als beim Transitor aber hängt der Widerstand, den sie Strömen entgegensetzen, auch davon ab, wie sie früher geschaltet wurden. Sie können sich Daten ohne ständige Stromzufuhr und Auffrischung „merken“.
Prof. Ronald Tetzlaff. Foto: TUD
„Sofort betriebsbereit“
„Dadurch können zukünftige Geräte deutlich schneller werden als heutige. Der Computer müsste nicht mehr hochfahren, sondern wäre beim Anschalten sofort betriebsbereit, was ein riesiger Vorteil für jeden Nutzer wäre“, betonte Prof. Ronald Tetzlaff von der TU Dresden, der zusammen mit Thomas Mikolajick vom „Namlab“ der TU Dresden und Prof. Dietmar Fey von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg das neue CMC gegründet hat.
Thomas Mickolajick. Abb.: Cool Silicon
„Wir sehen vor allem zwei Anwendungsszenarien: schnelle Speicher und neuromorphe Systeme“, erläuterte Prof. Mikolajick. Neuromorphe Systeme bedeutet: Ähnlich wie die Kollegen vom „Human Brain Project“ wollen die Forscher mit ihren Memristoren die Synapsen und Neuronen eines Gehirns durch künstliche Bauelemente simulieren beziehungsweise nachbauen. Davon träumten schon Generationen von Konstrukteuren. Denn das menschliche Hirn kann zwar nicht so schnell rechnen wie ein Digital-Computer. Trotzdem kann es viele intellektuelle Aufgaben wie Sprach- und Bilderkennung viel schneller und effizienter lösen als selbst der beste Superrechner unserer Zeit.
Beim Anwendungsszenario „Speicher“ haben die Japaner die Nase vorn: Panasonic hat bereits einen Mikrocontroller mit eingebettetem Memristor-Speicher vorgestellt. Im weltweiten Wettlauf um den besten technologischen Ansatz, das menschliche Gehirn künstlich „nachzubauen“, sind die Würfel dagegen noch längst nicht gefallen: Spezielle Synapsen-Chips, ARM-Prozessoren, Vielkern-Chips und eben auch Memristoren gelten als mögliche Lösungen.
„Schon in früheren Jahren haben wir gemerkt, dass die Theoretiker und die anwendungsorientierten Materialforscher irgendwie nebeneinander statt miteinander am Memristoren arbeiten“, sagte Mikolajick. „Diese Kräfte wollen wir nun bündeln.“
Autor: Heiko Weckbrodt
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