Schlaue Memristoren für neues Computing

Neuartiger Memristor im Laboratorium auf dem Prüfstand (Foto: jhu.edu)

Baltimore (pte005/11.12.2024/06:15) - Eine neue Art von Transistoren mit Gedächtnis, sogenannte Memristoren, haben Materialwissenschaftler und Elektrotechniker der Johns Hopkins University ( https://www.jhu.edu/in ) entwickelt. "Normalerweise geht die elektrische Ladung von Transistoren verloren, wenn sie schalten. Unsere Neuentwicklung passt sich dagegen an die vorherige Ladung an, was auf eine speicherähnliche Funktion hindeutet", so Riley Bond, Doktorand von Howard Katz.

Zugabe organischer Halbleiter

Katz und Bond haben einem herkömmlichen Transistor das Molekül Dibenzo-Tetrathiafulvalen hinzugefügt. Dabei handelt es sich um einen organischen Halbleiter. Dieses Molekül bildet Kristalle in der Isolierschicht des Transistors, wo die Forscher die Ladungsspeicherung vermutet hatten.

Nachdem sie einen kleinen Strom durch den modifizierten Transistor leiteten, stellten sie einen unerwarteten Effekt fest: Der Transistor behielt seine vorherige Ladung bei, er "erinnerte" sich gewissermaßen an das, was vorher war.

Höhere Effizienz und Lerneffekt

"Wenn Menschen neue Erinnerungen speichern, bilden sich neue Synapsen in den Neuronen, und diese Veränderungen in den Nervenbahnen können gemessen werden. Memristoren funktionieren ähnlich, indem sie ihren Strom auf der Grundlage früherer Spannungen anpassen, ähnlich wie sich das Gehirn anpasst."

Laut Bond bedeutet dies, dass Memristoren die Art und Weise verändern könnten, wie Computer mit Daten umgehen. "Die Effizienz kann sich verbessern und sie können gewissermaßen lernen", urteilt der Forscher. Mit dieser Technik lasse sich der Energiebedarf der Datenspeicherung drastisch verringern.

"Jedes Gigabyte an Daten wird in der Cloud auf 48 Mrd. Transistoren gespeichert, die sich in Servern in riesigen Rechenzentren befinden. Diese Schalter sind bereits nahezu so klein wie es physikalisch möglich ist. Also wird das Festhalten am traditionellen Transistor-Computing weder Platz noch Energie sparen."

Ein paar Memristoren könnten zahlreiche Transistoren ersetzen, was die Effizienz von Computern erhöhen und gleichzeitig den Stromverbrauch sowie den Bedarf an physischem Speicherplatz senken würde, meint Bond abschließend.

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