Der verfügbare Memristor für Bi-Directional Learning

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Die Memristor-Vision von HP

Angeblich erstmals physikalisch realisiert wurden Memristoren im Jahr 2007. Laut Aussage der Forscher von Hewlett Packard bräuchte man dazu lediglich ein nichtlineares Verhalten zwischen den Strom- und Spannungsintegralen.

Das Problem: die gesuchte Eigenschaft ließe sich zwar mit aktiven Bauelementen realisieren, allerdings würde diesen zusätzlich zugeführte Energie benötigen beziehungsweise verbrauchen. Seit 2008 experimentiert ein Forscherteam von Hewlett-Packard unter Leitung von HP Senior Fellow Stan Williams mit Memristoren oder vielmehr deren physikalischer Realisierung und einer möglichen Serienfertigung. Zwischen 2008 und 2010 hatten die HP-Forscher ein Bauelement als Schalter für schnelle Switches in Form eines relativ einfach aufgebauten Schichtverbundes aus Titandioxid mit Platinelektroden entwickelt, das von HP seinerzeit selbstbewusst als Beweis für die erste physische Inkarnation eines Memristors gefeiert wurde.

Damals prognostizierten die HP-Forscher zuversichtlich, dass sie entsprechende Bauelemente als Alternative zur bisherigen Fertigung von nichtflüchtigen Speicherchips in Form von NAND- oder NOR-Flashers binnen drei Jahren zur Serienreife bringen könnten. HP arbeitet dazu mit dem weltweit zweitgrößten DRAM-Produzenten Hynix (seit 2011 SK Hynix) zusammen, wenngleich auch andere Hersteller wie etwa Samsung, Fujitsu, Matsushita oder 4DS in diesem Bereich forschen. Allerdings sieht sich HP selbst als federführend in der Memristor-Forschung.

HP und The Machine

Ob aus Überzeugung oder Marketing-Erwägungen, Hewlett Packard wollte seine Anfangserfolge in der Memristoren-Technologie im Jahr 2008 aber offenbar nicht nur als Grundlagenforschung verstanden wissen. So positionierten HPs Strategen die eigene Forschungsergebnisse vollmundig als Basis einer völlig neuartigen Supercomputer-Achitektur für die Cloud und Computer-Grids, die HP samt speziellem Betriebssystem unter der Bezeichnung „The Machine“ entwickeln will. Angekündigt hatte HP The Machine erstmals auf der Konferenz „Discover 2014“ in Las Vegas. Die geplante Serienreife - von HP erstmals für 2013, später für 2015 versprochen - musste inzwischen mehrfach revidiert werden.

Glasfaser und Memristoren inside

HP entwickelt mit „The Machine“ neue Rechnerarchitektur

Laut HP soll The Machine in einem einzigen 19-Zoll-Rack künftig bis zu 160 Petabyte Speicher mit Zugriffszeiten von 250 Nanosekunden ermöglichen und nur einen Bruchteil der elektrischen Leistung herkömmlicher Systeme benötigten. Die eigentlich für 2016 angekündigten DIMMs sollten laut HP eine Umschaltzeit im Bereich von Pico-Sekunden aufweisen.

Inzwischen erstreckt sich die Roadmap des Memristor-Projektes, das heißt: von The Machine, jedoch bereits bis 2020. Noch im Sommer diesen Jahres räumte HP in einem http://www.hpcwire.com/2015/06/11/hp-removes-memristors-from-its-machine-roadmap-until-further-notice/ Interview mit mit der New York Times ein, dass man momentan keine Vorstellung habe, ab wann man Memristoren in relevanten Stückzahlen herstellen könne und dämpfte die eigenen Prognosen bezüglich einer möglichen Marktreife von The Machine erneut. Allein die mögliche serienreife Verfügbarkeit von Memristoren wurde inzwischen von 2016 auf 2017 verschoben.

Kleinere Brötchen

Daher planen die HP-Entwickler The Machine inzwischen ohne Memristoren weiter. So sollen die Prozessoren für die Boards, die von verschiedenen Prozessorherstellern geliefert werden, jetzt offenbar einen konventionellen Cache anstelle von Memristoren erhalten, jedenfalls vorläufig. In dem räumten Martin Fink, Chief Technology Officer bei HP, unter anderem ein, dass man sich ursprünglich viel zu sehr auf das Memristor-Konzept versteift habe. Heute arbeite man primär daran, das Projekt The Machine mit dem vorrangigen Ziel einer speichergetriebene Rechnerarchitektur zu Marktreife zu führen und zwar mit heute verfügbaren Technologien.

Immerhin will HP weitere 500 Millionen Dollar in das Projekt investieren. Momentaner Stand der Planungen bei HP ist, dass The Machine im Jahr 2016 auf Basis konventioneller DRAM-Speicher und vorerst Linux als Betriebssystem auf dem Markt kommen soll. Der Benefit gegenüber konventioneller Supercomputer-Architektur läge dann primär in der Energie-Ersparnis. Erst die übernächste Version von The Machine soll dann so HP endlich mit Memristoren aufgebaut sein.

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