Assoziativspeicher

Ein Assoziativspeicher oder auch inhaltsadressierbarer Speicher (engl. Content Addressable Memory, CAM) ist eine Speicherform, bei der mit der Assoziation von Inhalten gearbeitet wird, um auf einzelne Speicherinhalte zuzugreifen.

Bereits 1943 schlug Konrad Zuse diese Speicherform vor, realisiert werden konnte sie jedoch erst mit der Entwicklung der Halbleitertechnik. Ein typischer Einsatzbereich für diesen Speichertyp sind schnelle Cache-Speicher. Auch Speichertabellen, auf die häufig zugegriffen wird, können als Assoziativspeicher realisiert sein. Beispielsweise wird in hochwertigen Netzwerkswitches die Tabelle der MAC-Adressen als CAM ausgelegt. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Datenstrukturen in der Künstlichen Intelligenz. So arbeitet auch das menschliche Gedächtnis mit Assoziationen. Der Mensch verbindet zum Beispiel mit bestimmten Gegenständen Erinnerungen an bestimmte Erlebnisse.

Heute ist diese Speicherform jedoch weitgehend durch Hashing-Techniken ersetzt, die mit konventionellem Speicher arbeiten und daher wesentlich preiswerter implementierbar sind.

Für Computersysteme ist die Realisierung von großen Assoziativspeichern schwierig, da auch „unscharfe“ Eingaben zu einem gewünschten Ergebnis führen sollen (Fuzzy-Suche). Man kann dieses Problem allgemein so betrachten, dass ein Eingabevektor Ei einen Ausgabevektor Ai liefern soll, wenn er genügend Ähnlichkeit mit einem Mustervektor Mi aufweist. Um derartige Funktionen zu realisieren, wird auf neuronale Netze zurückgegriffen.

Eine sehr einfache Realisierung der beschriebenen Zuordnung gelingt beispielsweise durch eines der simpelsten neuronalen Netze, das einlagige Perzeptron.

Fügt man mehrere Assoziativspeicher so zusammen, dass in ihnen außer Daten auch Programme abgelegt und ausgeführt werden können, entsteht eine Assoziativmaschine.


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