Apakah pemristin dan di manakah mereka terpakai?

Nama "memristor" berasal dari dua kata - memori dan perintang. Komponen mikroelektronik ini adalah sejenis komponen pasif, sebuah perintang, tetapi tidak seperti perintang konvensional, pemrogram mempunyai jenis ingatan.

Intinya adalah bahawa memristor mengubah kekonduksiannya mengikut jumlah caj elektrik yang mengalir melaluinya - bergantung kepada nilai yang penting sepanjang masa melalui komponen semasa. Memristor boleh digambarkan sebagai terminal dua dengan CVC bukan linear, dan dengan histerisis tertentu.

Perkataan baru dalam dunia pengkomputeran

Pada awal 70-an, profesor Amerika Leon Chua mencadangkan model teoretis, yang menggambarkan hubungan antara voltan yang digunakan pada elemen dan integral semasa dari semasa ke semasa.

Selama bertahun-tahun, teori Profesor Chua kekal sebagai teori, dan hanya pada tahun 2008 sekumpulan saintis dari Hewlett-Packard, yang diketuai oleh Stanley Williams, mencipta makmal sebagai sampel elemen ingatan yang berperilaku mirip dengan memristor yang digambarkan secara teoritis, walaupun ia berbeza daripada pemristel yang dicadangkan model teoretikal terdahulu.

Peranti tidak menyokong fluks magnetik seperti induktor, tidak mengumpul caj elektrik seperti kapasitor, dan tidak bersikap sama seperti perintang biasa. Komponen keempat! Sifat konduktifnya telah berubah disebabkan oleh transformasi kimia dalam lapisan titanium dioksida dua lapisan tebal 5 nm.

Lapisan pertama filem itu habis oksigen, dan oleh itu, apabila voltan elektrik digunakan pada peranti nanoionik ini (melalui elektrod platinum), tapak oksigen kosong mula bermigrasi di antara lapisan pertama dan kedua, yang menyebabkan perubahan rintangan peranti.

Sudah pada peringkat ini jelas bahawa fenomena histeresis membolehkan penggunaan memristors sebagai sel memori, dan dalam beberapa aspek elektronik mereka mungkin dapat menggantikan diri mereka sendiri transistor semikonduktor.

Prospek meluas untuk pelaksanaan memristors

Secara teori, ingatan memristor boleh berubah menjadi lebih cepat dan lebih padat daripada ingatan kilat yang biasa hari ini, dan dalam bentuk blok ia boleh menggantikan memori utama.

Sejak memristor entah bagaimana menghafal caj yang diterimanya, pada dasarnya ini akan membolehkan komputer untuk menolak untuk memuatkan sistem operasi sama sekali setiap kali komputer dihidupkan selepas penutupan, dan apabila dihidupkan, untuk memulakan kerja dengan segera, meneruskannya dari keadaan OS terakhir yang disimpan.

Hewlett-Packard dan Hynix telah menyatakan bahawa teknologi pada dasarnya sedia untuk dilaksanakan. Kembali pada tahun 2014, mereka menerbitkan projek mereka untuk superkomputer "The Machine", dan pada tahun 2016 mereka menunjukkan prototaipnya - dengan memori berasaskan memristors dan jalur komunikasi optik serat. Pengkomersialan belum lagi berlaku, tetapi dijangka pada tahun-tahun akan datang.

Pada prinsipnya, pemristenan sesuai bukan sahaja untuk menyimpan data, mereka juga boleh mengambil bahagian dalam pemprosesan maklumat, lebih-lebih lagi, unit ingatan yang sama dapat melakukan kedua-dua fungsi.

Hypothetically, dalam masa terdekat, pemristent akan membantu mewujudkan sinaps tiruan sebagai sebahagian daripada rangkaian saraf buatan, dan produk boleh dibina berdasarkan peralatan microchip standard. Seorang pemristor berkelakuan dengan cara yang sangat mirip dengan sinaps: semakin besar isyarat yang melewatiinya, semakin baik ia melewati isyarat di masa depan.

Secara umum, prospek untuk pelaksanaan memristor agak luas. Sistem pengiraan tenaga yang cekap dengan memori yang dinamik dengan keupayaan untuk mengekalkan keadaan semasa walaupun selepas mematikan kuasa - ini lonjakan yang sangat kuat ke hadapan.

Di cakrawala, sekurang-kurangnya, kelas litar bersepadu yang bertambah baik di mana kelebihan kapasitor dan induktansi (dari segi keupayaan untuk mengekalkan keadaan mereka) akan dicapai di nanoscale. Penginderaan jauh, sistem biologi neuromorfik buatan, dan sebagainya.

Memandangkan semakin banyak penggunaan pengkomputeran awan dan skala moden data Big, keperluan untuk komponen perkakasan yang kuat hanya akan berkembang, yang bermaksud bahawa permulaan pertumbuhan pesat pasaran pemristin hanya masa. Di samping itu, jika kita mengambil kira prospek (dengan pengenalan pemristors) meningkatkan produktiviti dengan menurunkan penjanaan haba, maka menjadi logik bahawa dalam masa terdekat kesukaran yang berkaitan dengan kerumitan semasa memristors sebagai produk akan diatasi.

Berikut adalah sepuluh pemain industri utama hari ini: HP Development Company LP, Fujitsu, IBM, Adesto Technologies Corporation, SK Hynix, Crossbar, Rambus, HRL Laboratories LLC dan Knowm, Inc.

Otak buatan hanya di sudut

Sudah tentu, amalan masih jauh, tetapi garis-garis gagasan sudah tiba. Korteks serebrum manusia mempunyai ketumpatan sinaps 1,000,000,000 per centimeter persegi, tetapi untuk semua kerumitannya, sinaps di dalam otak menggunakan kuasa yang sangat rendah. Dinamik bukan linear dan keupayaan untuk mengekalkan kenangan selama beberapa dekad selalu mengejutkan saintis.

Matlamat mencipta model elektronik otak dengan persamaan sinaps elektronik seolah-olah tidak dapat dicapai. Tetapi pada hari ini, apabila kerja-kerja alat memristor sedang berjalan, jurutera telah mendapat harapan untuk mendekati penghasilan semula seni bina otak sebenar berdasarkan elektronika, mampu beradaptasi dengan alam sekitar.