Mobile-Menu

Nichtflüchtiger elektronischer Speicher Was ist Resistiver RAM (RRAM, ReRAM)?

Von Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber

RRAM ist ein nichtflüchtiger elektronischer Speicher. Der Widerstandswert eines Dielektrikums lässt sich durch das Anlegen einer ausreichend großen Spannung verändern. Informationen sind durch elektrische Widerstandswerte des Dielektrikums repräsentiert. Eine Speicherzelle kann ein Bit an Information mit dem logischen Zustand 0 oder 1 aufnehmen. RRAM arbeitet stromsparend, hat kurze Schaltzeiten und erlaubt hohe Speicherdichten. Am Markt hat sich dieser Speichertyp bisher kaum durchgesetzt.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.(Bild: © aga7ta - Fotolia)
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Resistive Random Access Memory, abgekürzt RRAM oder ReRAM, ist ein nichtflüchtiger elektronischer Speicher. Die Informationen sind bei diesem Speichertyp in Form von Widerstandswerten eines Dielektrikums gespeichert. Durch das Anlegen einer ausreichend großen Spannung lässt sich der Widerstand dieses Dielektrikums zwischen zwei Extremwerten verändern, um den Speicher zu beschreiben. Die logischen Zustände 0 und 1 sind durch die zwei möglichen Widerstandswerte repräsentiert. Pro Speicherzelle kann ein Bit an Information abgelegt werden.

An RRAM wird seit Anfang der 2000er-Jahre geforscht. Prinzipiell hat Resistive Random Access Memory das Potenzial, als Alternative zu Flash-Speicher eingesetzt zu werden. Der Speichertyp arbeitet stromsparend, hat kurze Schaltzeiten, ist lange haltbar und erlaubt hohe Speicherdichten. Mögliche Einsatzbereiche sind aufgrund dieser Eigenschaften Anwendungen der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens oder Speicher für Sensoren im Industrie- und Automotive-Bereich. Bis heute konnte sich RRAM am Markt kaum durchsetzen und ist nur in Nischenanwendungen zu finden.

Prinzipielle Funktionsweise und Aufbau von Resistivem RAM

Resistiver RAM basiert auf dem physikalischen Effekt, dass ein eigentlich nicht leitendes Dielektrikums durch das Anlegen einer Spannung plötzlich seinen Widerstand ändert und es schwach leitend wird. Als Materialien für das Dielektrikum kommen Oxide wie Siliziumdioxid, Zinkoxid, Nickeloxid oder Hafniumdioxid und andere Materialien wie organische Substanzen zum Einsatz. In diesen Materialien lassen sich durch Spannungsimpulse schwach leitfähige Kanäle permanent etablieren. Dieser Vorgang ist reversibel. Durch das Anlegen unterschiedlich hoher Spannungen und das Umschalten der Leitfähigkeit wird Resistiver RAM beschrieben.

Im Gegensatz zu Flash-Speicher ist vor dem Beschreiben einer Speicherzelle kein Löschvorgang notwendig. Gelesen wird Resistiver RAM durch das Messen der Leitfähigkeit (des Widerstands) der Speicherzelle. Die Speicherzellen können je nach Implementierung unterschiedlich aufgebaut sein. Sie bestehen meist aus Transistor-Widerstand- oder Dioden-Widerstand-Kombinationen.

Merkmale von Resistivem RAM

Die Merkmale von Resistivem RAM sind:

  • nichtflüchtiger Speicher,
  • kurze Schaltzeiten,
  • schnelle Lese- und Schreibvorgänge,
  • hohe Speicherdichten,
  • geringer Strombedarf,
  • lange Haltbarkeit,
  • kein Löschen der Speicherzelle vor dem Beschreiben wie bei Flash-Speicher notwendig.

(ID:48764787)

Jetzt Newsletter abonnieren

Täglich die wichtigsten Infos zu Data-Storage und -Management

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte