忆阻器英文名为memristor,也被称为阻变存储器(RRAM),用符号M表示,与电阻R,电容C,电感L构成四种基本无源电路器件。它是连接磁通量与电荷之间关系的纽带,同时具备电阻和存储的性能,是一种新一代高速存储单元。其功耗,读写速度都要比传统的随机存储器优越,是硬件实现人工神经网络突触的最好方式,主要应用于非易失存储、逻辑运算以及类脑神经形态计算。
忆阻器全称记忆电阻,是一种具有电荷记忆功能的非线性电阻,于1971年,由加州大学伯克利分校的华裔科学家蔡少棠教授提出。蔡教授从电路完整性角度出发,从数学上推导出忆阻器的概念。不过,由于缺乏实验的支撑,而且传统存储器在工艺上和摩尔定律契合的很好,一直在刷新着自己的存储极限,所以在那之后的很长一段时间,人们认为没有必要花费时间和金钱去研究忆阻器。
忆阻器发展的拐点,发生在2000年之后。2000-2008年,A Beck等人在Cr掺杂的SrZrO3中观察到忆阻器滞回曲线,并指出器件具有存储功能,2006年HP实验室证明了Crossbar RRAM,并于2008年在《Nature》发表了“下落不明的忆阻器找到了”的相关文章,同年,HP公司制备出忆阻器。科学家们开始意识到忆阻器的优势和作用,全世界相关科学家都纷纷参与到忆阻器的研究中来,忆阻器研究高潮就此到来。
类脑计算及神经形态计算是当今科研热点之一,忆阻器是神经元网络的核心器件,它为发展信息存储与处理融合的新型计算体系架构,突破传统冯·诺伊曼架构瓶颈,提供了可行的路线,其性能直接影响神经元网络的计算能力。