Vanliga ram-minnen kraschar när strömmen går och flashminnen är för långsamma. Så nästa teknik för arbetsminnen kan bli memristorn – ett omställbart elektriskt motstånd.

Forskare på Hewlett-Packard har redan konstruerat prototyper av memristorbaserade minnen, och nu har de också utforskat hur de små rackarna fungerar.

I en artikel som publiceras nu i maj i tidningen Nanotechnology redovisar de hur memristorer fungerar kemiskt och hur de hanterar elektriska laddningar.

Vi kan inte köpa memristorbaserade minnen till våra datorer i affärerna, men Stan Williams, forskare på HP och den förste som konstruerade en memristor, säger i ett uttalande till IDG News att tekniken kan bli kommersiellt tillgänglig redan 2013 – ”men det är inget officiellt löfte från HP”.

HP har redan byggt prototyper som kan lagra 12 GB på en kvadratcentimeter.

Det är inte lika bra som ett flashminne, men det handlar som sagt om prototyper i labbet.

Memristorbaserade minnen har inga rörliga delar, och de är, precis som flashminnen, beständiga.

Memristor är kort för ”memory resistor”. Det är alltså ett elektriskt motstånd – en resistor – som har två intressanta egenskaper.

1. Det elektriska motståndet varierar beroende på hur mycket ström som passerar genom memristorn.

Ström som passerar i ena riktningen höjer motståndet, ström som passerar i andra riktningen sänker motståndet.

2. Memristorn kommer ihåg sitt senaste motstånd. Om strömmen stängs av behåller memristorn det motstånd som den har just då.

När strömmen slås på igen är motståndet samma som det var när strömmen bröts.

Så om man låter memristorn växla mellan två motståndsnivåer – högt och lågt – så har man ett minne som kan hantera ettor och nollor.

Memristorn räknas som den fjärde av de klassiska passiva elektriska komponenterna. De andra tre är motståndet, kondensatorn och spolen.

Forskaren Leon Chua funderade 1971 över dessa tre och kom fram till att det måste finnas en fjärde grundläggande elektronisk komponent med memristorns egenskaper.

Först 2008 meddelade HP att forskare had fått en memristor att fungera. Den består av två tunna lager av titanoxid.

Ett krav på ett minne är att det ska kunna slå om snabbt mellan två tillstånd. I april 2010 uppgav HP att de hade byggt memristorer med en frekvens på 1 GHz, alltså en miljard omställningar per sekund.

Tillverkningsprocessen måste kunna hantera detaljer på 15 nanometer, och memristorkretsarna måste dessutom byggas i fyra lager.

Memristorbaserade minnen är en av flera lovande tekniker för framtidens arbetsminnen. Enligt Stan Williams på HP har flashminnen snart nått gränsen för vad som är praktiskt möjligt, och de vanliga ram-minnena, mer exakt dram-minnen, överlever kanske lite längre. IBM har en lovande teknik som kallas för racetrack memory, och ett annat alternativ är fasövergångsminnen.