Мемристоры

[Валентин Н]

Для начала немножко теории. Электрическая цепь может описываться четырьмя физическими величинами: в каждой точке (сечении) – силой тока (I) и зарядом (Q), напряжением или разностью потенциалов (U) и магнитным потоком (Φ).

Все эти четыре величины попарно соотносятся друг с другом, причём эти соотношения представлены в физических элементах электросхемы.
Так, резистор (сопротивление) реализует взаимосвязь силы тока и напряжения, конденсатор (ёмкость) – напряжения и заряда, катушка индуктивности – магнитного потока и силы тока.

Эти три пассивных элемента – резистор, конденсатор и катушка индуктивности – считаются базовыми в электротехнике.
В 1971 году американский физик Леон О. Чуа из Калифорнийского университета в Беркли выдвинул гипотезу, согласно которой должен существовать четвёртый базовый элемент электросхемы, который описывал бы взаимосвязь магнитного потока с зарядом.

[Валентин Н]

Чуа назвал «недостающий» элемент мемзистором – от слов «резистор» и «memory», то есть «память». Это название описывает одну из характеристик мемзистора, так называемый гистерезис, «эффект памяти», означающий, что свойства этого элемента зависят от приложенной ранее силы. В данном случае сопротивление мемристора зависит от пропущенного через него заряда, что и позволяет использовать его в качестве ячейки памяти.

Его главное преимущество перед ними заключаются в том, что он не хранит свои свойства в виде заряда. Это означает, что ему не страшны утечки заряда, с которыми приходится бороться при переходе на микросхемы нанометровых масштабов, и что он полностью энергонезависим.

При подаче на электроды напряжения изменяется кристаллическая структура диоксида титана: благодаря диффузии кислорода его электрическое сопротивление увеличивается на несколько порядков (в тысячи раз). При этом после отключения тока изменения в ячейке сохраняются. Смена полярности подаваемого тока переключает состояние ячейки, причём, как утверждают в HP, число таких переключений не ограничено.

На практике мемристор может принимать не только обычные для обычных чипов памяти два положения – 0 или 1, но и любые значения в промежутке от нуля до единицы, так что такой переключатель способен работать как в цифровом (дискретном), так и в аналоговом режимах.

Уильямс считает, что серийное производство может быть развёрнуто уже к 2013 году. По его оценкам, при той же цене, что и флэш-память, мемристорные чипы будут обладать как минимум вдвое большим объёмом, будут существенно быстрее её и в десять раз экономичнее.

В апреле 2010 года в HP объявили о существенном прогрессе в исследованиях мемристоров: в лабораториях компании разработаны образцы ячеек со стороной 3 нм и скоростью переключения около одной наносекунды. Кроме того, учёным удалось создать трёхмерный массив таких элементов, способный выполнять логические операции и работающий аналогично синапсам – «сигнальным линиям» между нейронными клетками в мозгу человека. Скорость передачи сигнала по синапсу зависит от времени активации нейронов: чем меньше временной промежуток между активацией, тем быстрее передаётся сигнал по синапсу. Точно так же работает и массив мемристоров: при подаче тока с промежутками в 20 мс сопротивление мемристора вдвое меньше, чем при 40-мс промежутках.

По словам Стэнли Уильямса, менее чем через три года 3D-массив мемристоров позволит размещать 20 Гбайт данных в объёме 1 см3, сравнимом с кусочком сахара.

[Валентин Н]

В мемристорном компьютере параллельно и независимо друг от друга работают множество модулей, а возможность запоминать и оперировать неограниченным множеством значений от 0 до 1 означает, что исполняемые программы не ограничены двоичным кодом. Более того, станут в принципе ненужными отдельные аппаратные компоненты компьютера – процессоры, видеочипы, память и жёсткие диски; машина будет архитектурно однородным устройством, где одновременно будут храниться все данные и проводиться все операции с ними. Для апгрейда достаточно будет установить дополнительные мемристорные модули, а для ремонта – заменить вышедшие из строя.

Мемристорный компьютер не надо будет «загружать»: сразу после включения он будет готов продолжить работу, причём с того самого места, на котором она была прервана. По сравнению с современной техникой, энергопотребление мемристорных машин будет ничтожным, а вычислительная мощь просто гигантской.

Учитывая, что до серийного производства мемристоров остался буквально один шаг, очень может быть, что именно мемристорный компьютер станет промежуточной ступенью на пути к квантовому компьютеру.

Статья полностью http://www.nanonewsnet.ru/articles/2011/memristor-nedostayushchii-element

Что думаете‽

[Лингвофрик]

А в чем принципиальное отличие от варистора?

исполняемые программы не ограничены двоичным кодом.

Разве это новости?

[mnashe]

при той же цене, что и флэш-память, мемристорные чипы будут обладать как минимум вдвое большим объёмом

По словам Стэнли Уильямса, менее чем через три года 3D-массив мемристоров позволит размещать 20 Гбайт данных в объёме 1 см3, сравнимом с кусочком сахара.

Нестыковка какая-то
Сейчас 32 Гбайт flash-памяти умещается в объёме в десятки раз меньшем — на MicroSD.

Ещё я не понял связи между

четвёртый базовый элемент электросхемы, который описывал бы взаимосвязь магнитного потока с зарядом

и дальнейшим описанием ячейки на основе TiO₂, в которой сопротивление зависит от пропущенного заряда.

[Вадимий]

Чертовски, невероятно интересно. Пожалуйста, кто имеет объёмное представление о технике, прокомментируйте нормально и развёрнуто.

[Вадимий]

и дальнейшим описанием ячейки на основе TiO₂, в которой сопротивление зависит от пропущенного заряда.

В Вики тоже написано:
Мемри́стор (англ. memristor, от memory — «память», и resistor — «электрическое сопротивление») — пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять свое сопротивление в зависимости от протекавшего через него заряда (интеграла тока за время работы).

[Вадимий]

Тут вроде были нейрологи и даже один имеющий представление о нейролингвистике. Что думаете о словах про использование таким образом мемристоров для моделирования моска?

[antic]

Какая же это новость? В Хевлет-пакарде ещё в 2008 году создали лабораторный образец, было много шума, но что-то реального применения пока не видно. И я не совсем понимаю, о какой скорости обработки информации с ним можно говорить, когда он работает по принципу интегрирования? Да и вообще это аналоговый элемент

[Karakurt]

мемзистором

мемзистора

мемристора

мемристор

Вы определитесь

[BormoGlott]

Что думаете‽

Думаю, что может быть две причины почему статья написана так бестолково
1. Разработчики не захотели посвящать журналиста в доскональные подробности изобретения, блюдя свои авторские права
2. Журналюга как обычно абсолютно не в теме. Ему же не за смысл платят, а за многобукв

позволит размещать 20 Гбайт данных в объёме 1 см3

Это очень большая память, в смысле, маленькая. То есть, я хотел сказать, очень большая по объёму и маленькая по емкости. Тфу-ты. Ну вы поняли, размеры у неё ого-го, а памяти — п-фи-и

[antic]

Непонятно, почему вдруг опять всплыла тема мемристоров? Ну, изобрели его несколько лет назад, первое время пошумели, повосхищались и - фсё затихло. Видимо, никому он нафик оказался не нужен. Кстати, насколько я понял, мемристор по своему функциональному назначению весьма схож с мемистором, изобретенным с полсотни лет назад при разработке первых моделей ИНС, разница только в том, что мемистор - четырехполюсник, а мемристор - двухполюсник

[Валентин Н]

Вы определитесь

Мемзистор это название  1971г.

[sasza]

Мемзистор - от слова "мемзер", которое очень любят поклонники Григория Климова.

[Валентин Н]

А в чем принципиальное отличие от варистора?

Хороший вопрос, кстати.

[antic]

А в чем принципиальное отличие от варистора?

Хороший вопрос, кстати.

Ну, дык, чо непонятного? У варистора сопротивление — функция тока, у мемристора — функция интеграла тока

[Валентин Н]

В статье написано, что можно использовать не только двоичный код, но и любой другой, даже в аналоговом виде хранить можно.

А какая система счисления будет самой быстрой? Троичная или,,,?
А не может ли быть переменной системы? Например, что-то он хранит и считает в одной системе, а что-то в другой.