Ordet er ikke det mest gennemtænkte. »Memristor« er uskønt og fantasiløst og kommer snarere væltende, end det glider glat af tungen. Det er ikke desto mindre ganske beskrivende: Enhver kan se, at den ufikse sammensætning har noget at gøre med »memory« (hukommelse) og »resistance« (modstand).

Den minder om de tre passive elementer i et elektrisk kredsløb: modstand, kapacitet og induktionskoefficient. Den er et mål for visse elektriske egenskaber ved en komponent. Den er ikke vokset op i skolens fysiklokale, for der er ingen, der har set eller bygget en memristor – før nu.

Gennembrud

Et materiale med memresistance (ordene bliver værre og værre) opfører sig ligesom en traditionel modstand og sender strøm ind i et elektrisk kredsløb. Det er meget interessant for computerverdenen, fordi en memristor gemmer al information om sin tilstand, efter at strømmen er slukket.

I modsætning til andre former for ikke-flygtig hukommelse, for eksempel flash eller magnetiske medier, vil et hukommelsesformat, der bygger på memristorteknologi, være hurtigt nok til at kunne bruges som system-ram.

En memristor er altså langt enklere og mindre end en transistor – det hele ligger på en enkelt ledning. Den kan have variabel modstand i stedet for blot tænd/sluk, og det giver store muligheder for analogt computerarbejde og applikationer som neural simulation. Memristoren baner vejen for maskiner, der booter lynhurtigt, har superhurtig ram og som kræver ganske lidt strøm.

Det hold, der i øjeblikket er førende inden for forskning i memristorteknologi, siger endda, at de materialer og processer, der skal til for at lave en memristor, minder om dem, man i øjeblikket bruger i produktionen af mikrochips.

Hvor kommer den fra?

Begrebet memristor blev først bragt på banen i 1971 af professor Leon Chua fra University of California. Han mente, at der manglede noget i de beregninger, der definerer et kredsløbs ladning, gennemstrømning, spænding og flux, og at det derfor ville blive defineret ved memresistance.

Selv om memresistance-agtige egenskaber er blevet iagttaget i laboratorier i nogen tid – både bevidst og ubevidst – var det ikke før for ganske nylig, at forskere på HP’s Palo Alto-laboratorier meddelte, at de havde bygget et næsten perfekt eksempel på en memristor, der kunne erstatte en konventionel transistor.

Det var første gang, teorien entydigt kunne bevises. Det lader til, at gennembruddet bestod i størrelsen af de materialer, der kunne arbejde med.

Memresistance opstår, fordi atomer flytter sig, når en strøm bliver sendt igennem dem. Da man lavede ledninger, der kun var få atomer i bredden, kunne man for første gang isolere virkningen.

HP-holdets arbejde er blevet bekræftet og offentliggjort i det ansete magasin Nature, hvor forskerne skrev, at memristorteknologi kan huske og foretage associationer mellem begivenheder i lighed med den måde, menneskehjernen genkender mønstre på.

På den baggrund ser det ud til, at ventetiden måske omsider er slut. Tiden er kommet til at øve sig på det akavede ord og begynde at besynge den mægtige memristors fremmarch.

Stærke sager

Memristorernes udformning er blevet kaldt en »crossbar latch« af HP, og meningen er at bruge memristorer til at erstatte transistorer.

Spændingen, der går over hovedlinjen midt i billedet, bliver styret af memristorerne, der kan simulere logiske porte. I øjeblikket er memristorernes tænd/sluk-hastighed kun omkring en tiendedel af DRAM’s hastighed.

Når det gælder evnen til at lagre data, ser det meget lovende ud. HP’s prototype har en hukommelsestæthed på cirka 100GB pr. kvadratcentimeter. Det svarer til tre gange det, man ser hos den flashhukommelse, man kan få i dag.

Hvem har fundet på den vanvittige ide?

HP gør meget andet end at sælge printere og meget små computere. Firmaets enorme forsknings- og udviklingsafdeling, HP Labs, har 23 forskellige laboratorier i syv byer rundt om i verden.

HP Labs blev grundlagt for over 40 år siden og beskæftiger i dag titusinder af forskere. Her har man gennemført væsentlige teknologiske gennembrud, herunder inkjetprintere og RISC-chip-arkitekturen.

Holdet bag memristoren holder til i det amerikanske laboratorium ved Palo Alto. Det er en del af Information and Quantum Systems Lab, der ledes af professor R. Stanley Williams. Williams er navnlig interesseret i et koncept, der hedder »CeNSE: Jordens centrale nervesystem«, og hans primære forskningsområder er nanoelektronik og nanofotonik.

R. Stanley Williams. Pludselig meget berømt.

Han er med god grund stolt af sit holds arbejde med memristoren. »Det var en stor overraskelse at finde noget, der er så nyt og alligevel så fundamentalt inden for et område, der ellers er blevet studeret meget indgående i mange år.« Læs mere på www.hpl.hp.com.

Sådan virker den

1: Der er 17 memristorer i denne prototype, og hver af dem har en bredde på blot 50nm. Det svarer til en tykkelse på 150 atomer. Disse utrolige billeder er taget ved hjælp af et atomart kraftmikroskop.

2: Hver memristor består af to ledninger, der ligger oven på hinanden. Den nederste ledning fungerer som den ene elektrode i kredsløbet, mens den øverste fungerer som den anden.

3: Når der bliver sendt strøm gennem memristoren, flytter atomerne sig, og dens modstand ændres. Den kan derfor bruges til at åbne eller lukke kredsløbet eller lade det stå på klem. Det vil sige, at hver memristor kan lagre en bit information. Det er vigtigt, at den husker den status, den var i, da strømmen blev slukket og siden tændt igen.