Memristor - eine Revolution für die Elektronik?

[AnarchX]

Diesen April wurde erstmals ein elektrisches Bauelement gefertigt, was offenbar vielversprechende Möglichkeiten für kommende Entwicklungen bietet, bis hin zur Basis komplexer KI, da er in seinen Eigenschaften ähnlich einer Synapse arbeiten kann.

Mehr Lesestoff zum Thema:
http://de.wikipedia.org/wiki/Memristor
http://www.heise.de/tp/r4/artikel/27/27831/1.html
http://arstechnica.com/news.ars/post/20080501-maintaining-moores-law-with-new-memristor-circuits.html


Was meint ihr? Hype oder wirklich ein Meilenstein?

[Hardwaretoaster]

Vermag ich absolut nicht zu beurteilen, aber interessant hört es sich schon an.

[Gast]

Dann ist es ja nicht mehr so weit mit diesen da:

http://www.newsarama.com/dynamitenew/BSGWeek/S4/CylonCenturionModel0005.jpg

[Ultron]

Sieht sehr interessant aus! Das wird ne Revolution. Geht aber noch weiter, sobald Licht im Spiel ist!

[Rhönpaulus]

widerstände die in abhängigkeit vom stromfluß dauerhaft ihren widerstandswert ändern gab es bisher nur als selbstaufopfernde sicherungswiderstände.
allerdings war dieses verhalten nicht reversibel.
;)
wozu man das genau gebrauchen kann wird sich zeigen.
eine als speicher funktionierende widerstandsmatrix fällt einem dazu natürlich zuerst ein.
nomalerweise finden sich aber erst im laufe der entwicklung die nützlichen anwendungen an die zu anfang noch keiner gedacht hat.

als transistorersatz kann es wohl kaum herhalten denn das entscheidende an dem transistor ist seine verstärkungsfunktion.
ohne diese wäre es unmöglich signale durch aufeinanderfolgende arbeitsstufen auf komplexe weise zu verarbeiten.
wenn man das neue aber in bestehendes wie beispielsweise transistoren integriert und deren funktionen auf diese art kombiniert kann das schon wieder ganz anders aussehen.

hoffendlich gibt es solche memristoren nie als einzelbauelemente in schaltungen.
das wäre der horror.

[Monger]

Hört sich spannend an, das könnte zu einer völlig neuen Form von Logikschaltung führen.

Das Problem ist nur wiedermal: welche Software soll das beherrschen? Das Softwaredesign hinkt jetzt schon deutlich hinter dem zurück was die Hardware eigentlich zulassen würde. Selbstreflektion z.B. im großen Stil, Programme die ihren Programmcode eigenhändig anpassen... technisch an sich möglich, nur gibt es keine Tools dafür. Wir tun uns ja schon mit Parallelisierung irrsinnig schwer - bei so einem Chipdesign wie dem Memristor ergeben sich vermutlich Probleme in der Programmierung die man allenfalls erahnen kann.

Naja, die Zeit wirds zeigen.

[Rhönpaulus]

na mit digitaltechnik hat das erstmal garnichts zu tun.
deren ende ist eh schon am horizont zu erahnen.

[Gast]

hoffendlich gibt es solche memristoren nie als einzelbauelemente in schaltungen.
das wäre der horror.


Begründung?

[Wuzel]

Das Teil ist doch bisher nur im Labor mittels Nano Tech entstanden oder irre ich mich jetzt da?
Und biss Nano Tech den Durchbruch hat und somit auch der von HP gebaute Mem Res im breiten Feld einsatz finden kann ...... naja..

Ich kenne noch eine alte Folie, in dem der Mem res als Allheilmittel für eine Taktlose Alu gesehen wurde. Man kann damit sehr wohl die Transen in digi Schaltungen zum Teil ersetzen - bzw. komplett neue Logiken aufbauen.
Aber das ist dann wirklich weit hinter dem Horizont.

na mit digitaltechnik hat das erstmal garnichts zu tun.
deren ende ist eh schon am horizont zu erahnen.

Jaja, das Ende und neuaufbau der Digitech.
Vor ~10 Jahren hat man das Ende von TTL herbeigeschworen, lebt aber immer noch und ist nicht tot zu kriegen ;)

[Gast]

Das Teil ist doch bisher nur im Labor mittels Nano Tech entstanden oder irre ich mich jetzt da?



Nein, du irrst nicht. Makroskopisch scheint es keinen Memristor zu geben im Gegensatz zu den anderen 3 passiven Bauelementen ("gewickelter Draht" (L), "Draht" (R) und "unterbrochener Draht" (C))

[Gast]

wozu man das genau gebrauchen kann wird sich zeigen.
eine als speicher funktionierende widerstandsmatrix fällt einem dazu natürlich zuerst ein.
nomalerweise finden sich aber erst im laufe der entwicklung die nützlichen anwendungen an die zu anfang noch keiner gedacht hat.


Haben sie doch schon ausprobiert:

Currently the good folk at HP Labs have exploited this to create simple data storage devices. Using memristors, they have been able to store 100 gigabits on a single die in one square centimeter. That is substantially more than the 16 gigabits for a single flash chip, and a comparable storage density to modern hard drives.


Quelle: http://arstechnica.com/news.ars/post/20080501-maintaining-moores-law-with-new-memristor-circuits.html

[Rhönpaulus]

Begründung?

keine festen kennlinien=schwer in der praxis zu handhaben wenn es um prüfung und reperaturen geht.
auf mehr wollte ich damit nicht hinaus.


Jaja, das Ende und neuaufbau der Digitech.
Vor ~10 Jahren hat man das Ende von TTL herbeigeschworen, lebt aber immer noch und ist nicht tot zu kriegen ;)

naja ich sehe es so.
digitaltechnik als die primitivstmögliche informationsabbildung auf ein elektrisches signal ist nur deswegen so erfolgreich weil man nahezu beliebig viele verarbeitungsstufen ohne verfälschung der information aneinanderreihen und verketten kann.
digitale signale können technisch bedingt in jeder arbeitsstufe wieder vollständig von störeinflüssen befreit werden und an die qualität der eizelbauteile werden nur geringe anforderungen gestellt.
das ist mit analoger abbildung aufgrund elektromagnetischer bzw. quantenmechanischer effekte nicht möglich.
je länger die verarbeitungskette desto größer der anteil von störinformationen im signal.

sobald elektrische ströme für die abbildung von informationen durch eine grundsätzlich neue technologie nicht mehr verwendet werden steht auch der sinn von digitaler quantisierung der informationen in frage oder ist eventuell nicht mehr möglich.
solange elektronen herhalten müssen wird uns die digitaltechnik erhalten bleiben.

[joe kongo]

Memristoren gibts schon lange, das sind geschwärzte, übelriechende Widerstände mit unleserlichen Farbcode.

[PHuV]

Spiegel-Online - Was kommt nach Vollgas? (http://www.spiegel.de/netzwelt/tech/0,1518,551042-2,00.html)

Na ja, ob das die PC-Technologe so beschleunigen würde, ich bin da skeptisch.

[Coda]

als transistorersatz kann es wohl kaum herhalten denn das entscheidende an dem transistor ist seine verstärkungsfunktion.
Nein, seine Schalterfunktion. MOSFET-Transistoren verstärken nichts.

[Flyinglosi]

Nein, seine Schalterfunktion. MOSFET-Transistoren verstärken nichts.

Was soll denn dass heisen? es ist zwar ned linear (wie bei Bipolar-Transistoren) aber sie verstärken sehr wohl....(nur eben Spannungs, und ned Stromgesteuert)

Beim Ersatz für Transistoren denkt man dann wohl eher an Speicher-Anwendungen..

mfg Stephan

[TheRealTentacle]

Laut Wikipedia:
Ein MOSFET ist ein aktives Bauelement. Er arbeitet wie ein spannungsgesteuerter Widerstand.

Und warum sollte er - für Logik allein - verstärken? In der Digitalen Welt gibts meist nur low und high.

Treiber bzw. Ausgänge und Open Collectorschaltungen sind eine andere Sache.

[Coda]

Was soll denn dass heisen? es ist zwar ned linear (wie bei Bipolar-Transistoren) aber sie verstärken sehr wohl....(nur eben Spannungs, und ned Stromgesteuert)
Das ist schon irgendwie richtig, nur verwendet man MOSFET-Transistoren nur im Fall dass sie wirklich komplett und möglichst schnell durchschalten.

Die Verstärkung ist also völlig irrelevant für Computerchips. Entweder der Kanal ist offen von Source nach Drain oder eben nicht.

[anddill]

Ja, er wird in die Sättigung gefahren, aber trotzdem arbeitet er als Verstärker.
Einfaches Beispiel: Du hat eine Logikschaltung, und die Transistoren haben eine Verstärkung von <1. Dann wäre nach der ersten Stufe noch 90% vom Signal übrig, nach der zweiten 81% usw. Irgendwann sind es unter 50% und damit reicht es nicht mehr für eine Umschaltung.
Und wenn MOS-Transistoren in Logikschaltungen nicht verstärken würden, könnten wir uns die ganze aufwändige Stromversorgung der Chips sparen. Die ist nämlich auch nur deshalb erforderlich, weil jeder Transistor Hilfsenergie für seine Verstärkerfunktion benötigt.

[Coda]

Einfaches Beispiel: Du hat eine Logikschaltung, und die Transistoren haben eine Verstärkung von <1. Dann wäre nach der ersten Stufe noch 90% vom Signal übrig, nach der zweiten 81% usw. Irgendwann sind es unter 50% und damit reicht es nicht mehr für eine Umschaltung.
Genau so ist es auch. Es gibt ein Limit wieviel Gates man mit einem Transistor ansteuern kann. Deshalb gibt es auch unterschiedlich breite Transistoren in jedem Prozess. Je mehr man ansteuern muss desto breiter.

Ein MOSFET verstärkt nicht. Das geht gar nicht, weil kein Strom zwischen Gate und Source fließt (jetzt mal abgesehen von Leckströmen).

Und wenn MOS-Transistoren in Logikschaltungen nicht verstärken würden, könnten wir uns die ganze aufwändige Stromversorgung der Chips sparen. Die ist nämlich auch nur deshalb erforderlich, weil jeder Transistor Hilfsenergie für seine Verstärkerfunktion benötigt.
Ein CMOS-Chip braucht idealerweise wirklich nur beim Umschalten von Zuständen Energie. Leider ist das heute nicht mehr ganz der Fall.

[anddill]

Ich rede nicht vom Fanout, sondern von Logikstufen hintereinander.
Und auch ein (Schalt-)Mosfet verstärkt. Erst mal steuert man den Ausgangsstrom mit der Eingangsspannung, und am immer vorhandenen Lastwiderstand, und wenn es auch nur das nächste Gate mit 200GOhm ist, ergibt sich daraus eine Spannung. Und dieser Spannungsverlauf wird in der Praxis immer steiler sein als der am Gate. Wenn das nicht so wäre, wär halt nach ein paar Gattern der Pegel soweit abgesunken, daß die nächste Stufe nicht mehr schaltet.

[Coda]

Irgendwie reden wir grad aneinander vorbei oder einer von uns versteht doch was nicht.

Wenn ich einen MOSFET durchschalte, dann öffne ich damit einen Kanal. Es kann dadurch ein Strom von Drain nach Source fließen. Von Gate aus fließt überhaupt nichts, da liegt nur eine Spannung an. Das ganze verhält sich also idealerweise durchgeschalten wie ein Kabel mit Widerstand zwischen Drain und Source.

Wie soll da was verstärkt werden?

[anddill]

Ausgangsleistung > Eingangsleistung. Oder sprichst Du einer Röhre auch die Fähigkeit ab, ein Signal zu verstärken?

[Coda]

Ne ich glaube ich hab verstanden was du mit Verstärkung meinst. Ich war grad durcheinander.

Ich habe mit dem Begriff "Verstärkung" bei Transistoren nur schon immer so meine Probleme, weil es wird ja eigentlich nichts verstärkt, sondern nur durchgeschalten. Was dann natürlich ein höherer Pegel sein kann.

[anddill]

Deshalb benötigt er ja in jedem Fall Hilfsenergie ;)
Womit wir wieder beim Memristor (Memresistor?) sind. Ohne eigene Verstärkung kann er nie für komplexe Logik verwendet werden, höchstens in Kombination mit klassischer Digitaltechnik, die das Signal immer wieder verstärkt und formt.
Es gibt schon Möglichkeiten, mit passiver Technik begrenzt Logik zu bauen, aber wie gesagt, das Ergebnis wird schnell schwammig und muß immer wieder aktiv regeneriert werden.
Auf der analogen Schiene haben die Russen da übrigens eine erstaunliche Kreativität entwickelt. Mit ein paar Spulen, Widerständen und Wechselstrom machen die die tollsten Sachen. Dabei geht es aber eher um Spannungs- und Phasenverhältnisse, damit kann man einen regelrechten Analogrechner bauen, ohne ein aktives Bauelement.

[Gast]

da logik aber eh nur einen kleinen teil moderner prozessoren ausmacht, könnte zumindest der stromverbrauch stark gesenkt werden, wenn memristroren statt flipflops für die register und caches eingesetzt werden. allerdings erreichen memristoren nach dem was ich gelesen hab noch nicht diese taktraten.

RAM auf memristor-basis ist sicher auch interessant, weil kein refresh mehr benötigt wird. sollte die zugriffszeit deutlich beschleunigen.

am interessantesten ist aber sicher die anwendung als nichtflüchtiger massenspeicher. im gegensatz zu flash-speicher sollten unendlich viele schreibvorgänge und eine höhere speicherdichte möglich sein, und gegenüber festplatten random access und natürlich der verzicht auf bewegte teile.

was die ganze PR von wegen KI usw angeht, memristoren werden nichts ermöglichen, was nicht schon derzeit realisiert werden kann, schließlich konnte schon seit ewigen zeiten memristor-verhalten durch aktive bauteile nachgebildet werden.
solche schlagwörter dienen schlicht dazu, dem nicht-chipdesigner klarzumachen, das extremst komplizierte schaltungen aus memristoren und anderen bauelementen solche aufgaben bewältigen könnten. ähnlich wie man transistoren erklären würde, hätte man sie erst gestern entdeckt.

[anddill]

Hier noch was zu den Memristoren:
http://www.heise.de/tr/Die-Neuverdrahtung-der-Elektronik--/artikel/107590
Interessant finde ich die Idee, die Dinger für neuronale Netze zu nutzen. Man vernetzt dazu aktive Bauelemente über Memristoren, so daß ähnlich wie im Gehirn oft angesprochene Bahnen durch die Schaltung niederohmiger werden und dadurch regelrecht eingebrannt werden.

[Gast]

Hier noch was zu den Memristoren:
http://www.heise.de/tr/Die-Neuverdrahtung-der-Elektronik--/artikel/107590
Interessant finde ich die Idee, die Dinger für neuronale Netze zu nutzen. Man vernetzt dazu aktive Bauelemente über Memristoren, so daß ähnlich wie im Gehirn oft angesprochene Bahnen durch die Schaltung niederohmiger werden und dadurch regelrecht eingebrannt werden.
"Wir haben sogar einzelne Modelle gebaut, bei denen sich der Widerstand um sechs Zehnerpotenzen verändern ließ."

:eek:

[Wuzel]

Deshalb benötigt er ja in jedem Fall Hilfsenergie ;)
Womit wir wieder beim Memristor (Memresistor?) sind. Ohne eigene Verstärkung kann er nie für komplexe Logik verwendet werden, höchstens in Kombination mit klassischer Digitaltechnik, die das Signal immer wieder verstärkt und formt.
Es gibt schon Möglichkeiten, mit passiver Technik begrenzt Logik zu bauen, aber wie gesagt, das Ergebnis wird schnell schwammig und muß immer wieder aktiv regeneriert werden.
Auf der analogen Schiene haben die Russen da übrigens eine erstaunliche Kreativität entwickelt. Mit ein paar Spulen, Widerständen und Wechselstrom machen die die tollsten Sachen. Dabei geht es aber eher um Spannungs- und Phasenverhältnisse, damit kann man einen regelrechten Analogrechner bauen, ohne ein aktives Bauelement.

DDL funktioniert auch ohne 'verstärkung'. Bei typischen CMOS Ur-Gattern liegt der Verstärkungsfaktor der Transistorn bei ca. ~18.
'Verstärkung' ist absolut unnötig für Logikschaltungen.

[Binaermensch]

Deshalb benötigt er ja in jedem Fall Hilfsenergie ;)
Womit wir wieder beim Memristor (Memresistor?) sind. Ohne eigene Verstärkung kann er nie für komplexe Logik verwendet werden, höchstens in Kombination mit klassischer Digitaltechnik, die das Signal immer wieder verstärkt und formt.
Es gibt schon Möglichkeiten, mit passiver Technik begrenzt Logik zu bauen, aber wie gesagt, das Ergebnis wird schnell schwammig und muß immer wieder aktiv regeneriert werden.
Auf der analogen Schiene haben die Russen da übrigens eine erstaunliche Kreativität entwickelt. Mit ein paar Spulen, Widerständen und Wechselstrom machen die die tollsten Sachen. Dabei geht es aber eher um Spannungs- und Phasenverhältnisse, damit kann man einen regelrechten Analogrechner bauen, ohne ein aktives Bauelement.
OT: Hast du vielleicht Links dazu? Klingt sehr interessant.

[anddill]

Nein. Hab nur jahrelang damit gearbeitet.

[Nightspider]

Wie siehts derzeit aus? Gibts schon, abgesehen von den bereits genannten Einsatzzwecken, neue Ideen, insbesondere was die für uns relevante Mikroelektronik betriff?

Gibt es irgendwo einen Verwendungszweck von Memristoren in zB. CPUs?

Heise berichtete im April, das Memristoren als Logik-Elemente eingesetzt und vielleicht schon in 3 Jahren in konventionellen Chips verwendung finden könnten.

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Memristor-Speicherchips-koennten-in-drei-Jahren-Flash-Speicher-ueberfluegeln-973623.html

Dann wäre es ja nurnoch eine Frage der Zeit, bis Intel und co. diese irgendwo verwenden würden.

[Avalox]

Wie siehts derzeit aus? Gibts schon, abgesehen von den bereits genannten Einsatzzwecken, neue Ideen, insbesondere was die für uns relevante Mikroelektronik betriff?

Gibt es irgendwo einen Verwendungszweck von Memristoren in zB. CPUs?



Die Geschwindigkeit ist zur Zeit noch etwas langsamer, ausserdem wird wohl ordentlich Platin benötigt, welches die Speicher recht teuer macht.
So wird sich die Entwicklung erstmal darauf fokussieren, die Zellen billiger und noch etwas schneller zu machen.

Aber HP wird ja in den nächsten zwei/drei Jahren die ersten Speicherblocks auf den Markt bringen.

Der Memristor ist verdammt interessant. Es wird schon davon gesprochen das binäre Paradigma aufzugeben und einfach eine weitere Anzahl von Zuständen zu speichern, um die Kapazitäten massivzu erhöhen und Geschwindigkeiten zu steigern. Sollte der Memristor auch für den Hauptspeicher schnell genug werden, würde dieser natürlich in einem ausgeschalteten Gerät erhalten bleiben. Die Geräte würden damit natürlich anders arbeiten können und auch generell anders aufgebaut werden können. Klassische Konzeptionen wären damit überholt.

[FeuerHoden]

Bevor ich das komplett falsch verstehe: Mehr als 2 Zustände = Merkmal eines Quantencomputers?

[Neomi]

Du verstehst es tatsächlich falsch. Mehr als zwei Zustände erhöht einfach nur die Kapazität, z.B. bei MLC-Flash (Multi Level Cell). Ob nun ein Byte in 8 Zellen vom Typ SLC oder in 4 Zellen vom Typ MLC (mit jeweils 4 Zuständen) gespeichert wird, ändert am Byte selbst nichts. Eine beliebige Anzahl von diskreten Zuständen kann grundsätzlich mit genug zusammengeschalteten Bits erreicht werden. So hat ein typischer 32 Bit Integer schon 4294967296 mögliche verschiedene Zustände und mit Quantencomputern doch nichts am Hut, denn ein Integer kann zu einer Zeit nur einen einzigen Zustand haben. Ein Quantencomputer zeichnet sich dadurch aus, daß er mehrere Zustände gleichzeitig hat. Ein QBit ist entweder 0, 1 oder beides gleichzeitig, aber nichts was weder 0 noch 1 ist.

[Flyinglosi]

DDL funktioniert auch ohne 'verstärkung'. Bei typischen CMOS Ur-Gattern liegt der Verstärkungsfaktor der Transistorn bei ca. ~18.
'Verstärkung' ist absolut unnötig für Logikschaltungen.

Würde ich nicht so sagen. Die Verstärkung der Transistoren in ner Logikschaltung beeinflusst die Breite des Übergangsbereiches zwischen low und high (also den Bereich, in welchem die Fets im Sättigungsbetrieb arbeiten) und das ist ein entscheidender Faktor beim Design, da es sich auf die Flankenform und somit auch auf Schaltzeiten auswirkt.

mfg Stephan

[mboeller]

zwei links zu memresistor-based Logik:

First order devices, hybrid memristors, and the frontiers of nonlinear circuit theory (http://nextbigfuture.com/2010/11/first-order-devices-hybrid-memristors.html)

Neuromorphic, Digital and Quantum Computation with Memory Circuit Elements (http://nextbigfuture.com/2010/11/neuromorphic-digital-and-quantum.html)

Memresistors; memcapacitors und meminductors scheinen ziemlich vielseitig zu sein.

[AnarchX]

HPs Memristor soll Flash-Speicher ab 2013 ersetzen

Anfang 2013 will HP erste ReRAM-Produkte auf Basis seiner Memristor-Technik auf den Markt bringen und damit Flash-Speicher ablösen. Später sollen Memristors auch DRAM und SRAM ersetzen.[...]

http://www.golem.de/1110/86913.html

[Nightspider]

Mich würde mal interessieren und HP und Hynix im Moment die einzigen sind, die intensiv an Memristor-Speicher und schnellstmöglicher anwendbarkeit arbeiten.

[roidal]

Hier noch ein Anwendungsgebiet für Memristoren:
http://en.wikipedia.org/wiki/Crossbar_latch
Habe leider noch nicht ganz verstanden wie die funktionieren, also falls jemand ne genau erklärung hätte wäre ich dankbar. Vor allem beim ersten Beispiel (half adder) schein ich nicht auf einen grünen Zweig zu kommen.

[samm]

Um die Grafik zu verstehen: A und B sind jeweils entweder 1 oder 0. Die überstrichenen Werte sind NOT A und NOT B. Von oben nach unten wird "multipliziert" (AND-Verknüpfung), von links nach rechts wird "addiert" (OR-Verknüpfung). Du erhältst für Sum (A AND B) OR (NOT A AND NOT B), für Carry NOT A OR NOT B. Das ist genau das Inverse eines Halfadder-Resultates...
(Sum: A XOR B, Carry: A AND B).
Halfadder prinzipiell addiert einfach zwei binäre Zahlen: A B | Carry Sum
0 0 | 0 0
0 1 | 0 1
1 0 | 0 1
1 1 | 1 0

Was das im Speziellen mit Memristoren zu tun hat: Nichts, nur Beispiele dafür, was man mit Crossbar latches machen kann.

Spoiler: Das alles unter Vorbehalt, dass ich was Fundamentales übersehe, weil ich inkl. Gedanken gerade auf Arbeit bin (angesichts des "inversen" halfadders sogar ziemlich wahrscheinlich^^)

[roidal]

Um die Grafik zu verstehen: A und B sind jeweils entweder 1 oder 0. Die überstrichenen Werte sind NOT A und NOT B. Von oben nach unten wird "multipliziert" (AND-Verknüpfung), von links nach rechts wird "addiert" (OR-Verknüpfung). Du erhältst für Sum (A AND B) OR (NOT A AND NOT B), für Carry NOT A OR NOT B. Das ist genau das Inverse eines Halfadder-Resultates...
(Sum: A XOR B, Carry: A AND B).
Halfadder prinzipiell addiert einfach zwei binäre Zahlen: A B | Carry Sum
0 0 | 0 0
0 1 | 0 1
1 0 | 0 1
1 1 | 1 0

Was das im Speziellen mit Memristoren zu tun hat: Nichts, nur Beispiele dafür, was man mit Crossbar latches machen kann.

Spoiler: Das alles unter Vorbehalt, dass ich was Fundamentales übersehe, weil ich inkl. Gedanken gerade auf Arbeit bin (angesichts des "inversen" halfadders sogar ziemlich wahrscheinlich^^)
Also laut dem Text gibts zwischen den Leitungen nur hochohmige und niederohmige (die mit den Punkten) verbindungen, daher weiß ich nicht wie es da zu dem OR und AND kommt? Der Memristor wird dann im 2. Beispiel verwendet um die Verbindungen zwischen hoch- und niederohmig umzuschalten.

[samm]

Wie OR und AND gebildet werden: Da bin ich momentan auch überfragt - wir übersehen sicher etwas Simples, wie z.B., dass das eine Eigenschaft der gewählten Gitter-Darstellung ist und nicht eine physikalisch aus der Darstellung ableitbare, oder wiki lügt und die Punkte sind doch nicht generell niederohmig sondern von den Eingängen abhängig geschaltet^^

[mboeller]

mal wieder was neues zum Memristor:

http://nextbigfuture.com/2012/04/integration-architecture-and.html


– Potentially up to 10^14 (100 trillion) bits on a single 1‐cm2 chip


:eek:

[Knuddelbearli]

endlich TB an Arbeitsspeicher für den Homeuser ^^

[Spasstiger]

mal wieder was neues zum Memristor:

http://nextbigfuture.com/2012/04/integration-architecture-and.html



:eek:
Da gehts aber um 3D-Stacking. Mit Flash wird man vielleicht auch irgendwann in diese Regionen vordringen. Die Integrationsdichte wird in der Tabelle dort mit einem F² von <4 angegeben, während Flash bei 4-6 und HDDs bei 2/3 (0,67) angesiedelt werden. Wobei ein Bemessen von HDD-Speicherzellen in F² imo nicht sinnvoll ist. Das ist eigentlich ein Maß für den Flächenverbrauch von halbleiterbasierenden Speicherzellen (F ist die minimale Strukturbreite, z.B. aktuell 22 nm bei Intel).
Ich lese da in erster Linie raus, dass potentiell leichte Vorteile bei der Integrationsdichte gegenüber Flash gegeben sind, aber bei identischer Fertigungs- und Stackingtechnik wird man sich immer in der gleichen Größenordnung bewegen. In anderen Punkten (Performance, Leistungsaufnahme, Lebensdauer) scheinen die Vorteile von Memristoren gegenüber Flash wesentlich größer zu sein.

endlich TB an Arbeitsspeicher für den Homeuser ^^
Oder man hat nur noch einen Minimalarbeitsspeicher und man lässt den großen Teil vom OS auf die Memristor-SSD auslagern. Ist auf jeden Fall eine Technologie, die heutige Speicherhierarchien in Frage stellen könnte.

[Annator]

Mal für einen Laien. Ich habe einen Widerstand der je nach Stromfluß einen bestimmten Widerstandswert annimmt? Wie genau liest man den ab? Wie hoch ist der Widerstand? Wie genau sind die gefertigt? Der Eine hat bei 10s 1mA in richtung 1 1mOhm der andere 2mOhm? Kann mir das garnicht vorstellen. Die müssen doch streuen ohne Ende oder einfach nur sehr sehr viel Geld kosten.

[Spasstiger]

Wenn man die Memristoren nur binär als Speicher benutzt, ist es eigentlich recht einfach, da man dann einfach nur zwischen dem maximalen und dem minimalen Widerstandswert hin- und herschaltet. Liegt die Gleichspannung für ein definiertes Zeitfenster an, schaltet der Zustand von 1 auf 0 oder von 0 auf 1 um (d.h. der Widerstand überschreitet oder unterschreitet einen Schwellwert). Ab und zu braucht es vermutlich eine Synchronisierung, damit man wieder satt am Minimum und Maximum liegt. Ob man dort liegt, sieht man am Stromfluss bei konstanter Spannung.

/EDIT: Es gibt auch mindestens eine Memristor-Umsetzung mit Resetmöglichkeit:
Die Funktion besteht darin, dass sich in der Oxidschicht bei Anlegen der Programmierspannung Pfade aus reinen Siliziumnanokristallen (ohne den Sauerstoff, Kristalle je ca. 5 Nanometer lang) zu einer leitenden Struktur arrangieren, die durch eine andere Spannung wieder reproduzierbar und wiederholt zerstört werden kann.
http://de.wikipedia.org/wiki/Memristor
Diese Variante ist natürlich als Speicher prädestiniert, vorausgesetzt das Arrangieren der Pfade geht schnell genug.

Auslesen ist sowieso relativ simpel, man braucht nur eine Wechselspannung, die so schnell ist, dass der Memristor auf die Strom- und Spannungsänderungen nicht reagieren kann und seinen alten Zustand beibehält. Dies entspricht zwar nicht dem Verhalten eines idealen Memristors, begünstigt aber die praktische Nutzung.

[samm]

Auslesen ist sowieso relativ simpel, man braucht nur eine Wechselspannung, die so schnell ist, dass der Memristor auf die Strom- und Spannungsänderungen nicht reagieren kann und seinen alten Zustand beibehält. Dies entspricht zwar nicht dem Verhalten eines idealen Memristors, begünstigt aber die praktische Nutzung.Damit würde doch aber die "Qualität" des Speicherwertes bei jedem Lesen verringert d.h. der Widerstand verändert. Wenn auch laut dem Kriterium "genügend schnelle Wechselspannung" nicht ganz von einer 0 auf ein 1 oder umgekehrt. D.h. man müsste nach dem Lesen jeweils gemäss des gelesenen Wertes erneut eine Spannung anlegen um den Widerstandswert wieder auf das Maximum / Minimum hin zu ändern. Ok - unfundierte Spekulation meinerseits mangels Zeit das Paper von Gutmann zu lesen (von 2008 - wer weiss wie der Stand der Technik diesbezüglich derzeit ist?)

[mboeller]

HP hat jetzt den ersten Memristor-Rechner angekündigt...für 2019 :)

480 höhere Performance per Watt wie jetzt ist nicht so schlecht:
http://nextbigfuture.com/2014/06/hp-labs-unveils-machine-promises.html

http://arstechnica.com/information-technology/2014/06/hp-labs-machine-dissolves-the-difference-between-disk-and-memory/
DIMMs anscheined schon 2016

[Darkstar]

Leider scheint es bei HP einige Verzögerungen zu geben:
HP-"Machine": Erst mal etwas einfacher (http://heise.de/-2680989)
Immerhin gibt es wohl schon Prototypen:
Hewlett-Packard bereitet sich auf Aufspaltung und The Machine vor (http://heise.de/-2687108)

[Nightspider]

Schade. Dabei schien das Konzept anfangs ja noch recht simpel.

Hoffentlich macht man bald Durchbrüche bei der Fertigung. Die Halbleiter-Industrie benötigt neue Impulse, jetzt wo der Verkleinerung immer langsamer von statten geht und in 6-10 Jahren zum Stillstand(?) kommen könnte.

[BlackBirdSR]

Bitte, hier hast du

http://www.anandtech.com/show/9314/nantero-exits-stealth-using-carbon-nanotubes-for-nonvolatile-memory-with-dram-performance-unlimited-endurance

Schade. Dabei schien das Konzept anfangs ja noch recht simpel.

Hoffentlich macht man bald Durchbrüche bei der Fertigung. Die Halbleiter-Industrie benötigt neue Impulse, jetzt wo der Verkleinerung immer langsamer von statten geht und in 6-10 Jahren zum Stillstand(?) kommen könnte.

[Gipsel]

Bitte, hier hast du

http://www.anandtech.com/show/9314/nantero-exits-stealth-using-carbon-nanotubes-for-nonvolatile-memory-with-dram-performance-unlimited-endurance
Zu Nanteros NRAM gibt es schon einen Thread (https://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?t=564152).

[Annator]

Leider scheint es bei HP einige Verzögerungen zu geben:
HP-"Machine": Erst mal etwas einfacher (http://heise.de/-2680989)
Immerhin gibt es wohl schon Prototypen:
Hewlett-Packard bereitet sich auf Aufspaltung und The Machine vor (http://heise.de/-2687108)


"Wir haben das viel zu eng mit dem Memristor assoziiert", meint Fink, "Heute tun wir alles Erdenkliche, um das Konzept mit bestehender Technik am Leben zu halten."

Also ohne Memristor? Bestehende Technik heißt dann wohl wieder zurück zum Transistor.

[Simon Moon]

Hoffentlich macht man bald Durchbrüche bei der Fertigung. Die Halbleiter-Industrie benötigt neue Impulse, jetzt wo der Verkleinerung immer langsamer von statten geht und in 6-10 Jahren zum Stillstand(?) kommen könnte.

Eigentlich ist das ja kein Problem. Lustigerweise kommt dies für die normalen Anwender nicht zu früh. Für die meiste Client-Software ist mehr als ausreichend Rechenleistung vorhanden, während die Computer gleichzeitig auf "Modem"-Grösse zusammengefasst werden können. Ob eine Sekretärin nun einen Core 2 Duo oder einen i7 4790 hat -> in erster Linie limitiert ihre Tippgeschwindigkeit (oder die installierte Bloatware) und nicht mehr der Prozessor.

Die Zukunft auch von Software liegt eher in Parallelisierung und in generell ganz neuen Konzepten. Nur ist das imo eine ähnliche Revolution wie von der Röhre zum Transistor. Klar wäre es einfacher, wenn man einen 20Ghz Singlecore, als einen 4Ghz Octacore hätte, aber für normale Anwender gibt es kaum noch Flaschenhälse in der seriellen Rechenleistung - da kann die Last zunehmends verteilt werden.

Ein Memristor wird da wohl für viele Probleme einiges an Effizienz bringen, wenn man das nicht mehr "in Software" machen muss. Nur eine Revolution seh ich hier zurzeit nicht - eher eine Ergänzung bzw. einen ganz neuen Markt. Für viele klassische Anwendungen (z.b. Office, Bild/Videobearbeitung) macht es eben kaum Sinn, das Rad neu zu erfinden. Doch zur Auswertung und Verarbeitung von Big Data ist es sicher eine interessante Alternative zur weiteren Parallelisierung. Auch KI wäre geradezu prädestiniert für so eine Verarbeitung.

[PHuV]

Eigentlich ist das ja kein Problem. Lustigerweise kommt dies für die normalen Anwender nicht zu früh. Für die meiste Client-Software ist mehr als ausreichend Rechenleistung vorhanden, während die Computer gleichzeitig auf "Modem"-Grösse zusammengefasst werden können. Ob eine Sekretärin nun einen Core 2 Duo oder einen i7 4790 hat -> in erster Linie limitiert ihre Tippgeschwindigkeit (oder die installierte Bloatware) und nicht mehr der Prozessor.
Unserer Erfahrung nach liegt das Limit heute im Zugriff von Netzwerkdaten bzw. HDD, sei es über Cloud, VPN, Intranet und Co.

[Simon Moon]

Unserer Erfahrung nach liegt das Limit heute im Zugriff von Netzwerkdaten bzw. HDD, sei es über Cloud, VPN, Intranet und Co.

Kann ich jetzt nur bedingt nachvollziehen. Klar, wenn eine HDD im PC steckt und ein Zugriff auf die Cloud stattfindet, dann lagt es manchmal ein wenig bis die Seite aufgebaut ist. Wenn ich da aber an die Zeiten von vor 20 Jahren denke, wenn ich nur Word offen hatte und der ganze PC gefreezed ist weil ich eine Grafik einfügen wollte oder solche Spässe. Da hätte ich in der Zwischenzeit einen Kaffee kochen können (wenn ich damals schon Kaffee getrunken hätte :tongue:) - Heute ist es selbst über Fernzugriff ins nächste Rechenzentrum nur 1 - 2 Sekunden. Dabei entsteht die grösste Latenz jeweils darin, was der Server noch berechnen muss. Das von einer externen Cloud gehostete CRM performt sogar so gut, als wäre es lokal bzw. wesentlich besser als wir früher noch mit Outlook/Exchange arbeiteten (wobei das nicht die Schuld von Exchange an sich war).

Kurz, ich wüsste nicht wo das Netzwerk für normale Büroarbeiten nicht ausreichen sollte.

[samm]

Unserer Erfahrung nach liegt das Limit heute im Zugriff von Netzwerkdaten bzw. HDD, sei es über Cloud, VPN, Intranet und Co.Wieso "heute"? Streaming I/O jeglicher Art ist doch die klassische Bremse.
Kurz, ich wüsste nicht wo das Netzwerk für normale Büroarbeiten nicht ausreichen sollte.Sharepoint übers Internet, gnaah :freak: