Memristor, η ιδανική μνήμη που ποτέ δεν σβήνει

Κύκλωμα της HP αποτελούμενο από 17 memristor, όπως φαίνεται στο μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (Φωτογραφία: HP)

H μνήμη flash, η οποία χρησιμοποιείται σήμερα σε κάθε είδους φορητές συσκευές, κινδυνεύει να πάθει βραχυκύκλωμα από τη ζήλια της. Αιτία είναι τo memristor, ένα πρωτοποριακό τσιπ μνήμης που λειτουργεί εντυπωσιακά ταχύτερα, αποδοτικότερα και, το κυριότερο, χωρίς να σβήνει όταν κλείσει το ρεύμα.

Η αξιοποίηση του memristor (memory resistor ή μνημονική αντίσταση), μιας ιδέας που είχε προταθεί σε θεωρητικό επίπεδο πριν από 40 χρόνια, δείχνει τώρα να έρχεται πιο κοντά στην εμπορική αξιοποίηση: Ευρωπαίοι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να παράξουν τέτοια κυκλώματα χρησιμοποιώντας τις τεχνικές που εφαρμόζονται σήμερα στην παραγωγή ημιαγωγών.

Η πειραματική συσκευή τους, η οποία παρουσιάζεται στο Journal of Applied Physics, λειτουργεί τόσο γρήγορα ώστε η ταχύτητά της στην αποθήκευση δεδομένων «δεν μπορούσε καν να μετρηθεί».

Στο μέλλον, τα memristor θα μπορούσαν όχι μόνο να διαδεχθούν τη μνήμη flash, αλλά και να αξιοποιηθούν σε υπολογιστές που ανοίγουν στιγμιαία, ή σε τσιπ που συνδυάζουν τον επεξεργαστή και τη μνήμη.

Η δημιουργία των memristor είχε προβλεφθεί σε θεωρητικό επίπεδο το 1971 από τον καθηγητή Λίον Τσουά στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Τα πρώτα λειτουργικά memristor παρουσιάστηκαν το 2010 από τη Hewlett-Packard, η οποία συνεργάζεται τώρα με νοτιοκορεατική Hynix για την έναρξη της μαζικής παραγωγής τους το 2013.

Το memristor, ανέφερε τότε η HP, συνιστά το τέταρτο θεμελιώδες δομικό στοιχείο των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, έπειτα από τον πυκνωτή, την αντίσταση και τον επαγωγέα.

H HP χρησιμοποιεί στα δικά της memristor διάφορα εξωτικά υλικά και ασυνήθιστες μεθόδους παραγωγής, ενώ αντίθετα η νέα μελέτη περιγράφει τεχνικές μάλλον γνώριμες στη βιομηχανία του πυριτίου.

Όπως εξηγεί στο BBC ο Άντονι Κένιον του University College London, η ομάδα του αναφώνησε «Εύρηκα!» στη διάρκεια ενός άσχετου πειράματος που αφορούσε συσκευές πυριτίου για φωτοδιόδους (LED).

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι, πάνω στις συσκευές τους, το πυρίτιο είχε αντιδράσει με το οξυγόνο και είχε σχηματιστεί ένα στρώμα οξειδίου του πυριτίου, το οποίο περιέργως συμπεριφερόταν ως memristor.

Όταν πειραματίστηκαν με την αποθήκευση δεδομένων σε αυτήν τη νέα συσκευή, οι επιδόσεις της ήταν εντυπωσιακές: «Οι συσκευές μνήμης flash ανοίγουν και κλείνουν κάθε 10.000 νανοδευτερόλεπτα [δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου]. Οι δικές μας όμως συσκευές δεν μπορούμε καν να μετρήσουμε πόσο γρήγορες είναι» αναφέρει ο Δρ Κένιον.

«Ο εξοπλισμός μας κατεβαίνει μόνο μέχρι τα 90 νανοδευτερόλεπτα. Οπότε [το memristor] πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο γρήγορο, αν όχι και ταχύτερο».

Ο ερευνητής ελπίζει τώρα ότι η ανακάλυψη της ομάδας του θα αξιοποιηθεί σύντομα στην αγορά: «Βρισκόμαστε σε επαφές με μεγάλα ονόματα της βιομηχανίας σχετικά με την εμπορική του αξιοποίηση» αναφέρει ο ίδιος.

Μένει λοιπόν να δούμε αν η ιδέα της ομάδας του θα φτάσει στην αγορά νωρίτερα από τα memristor της Hewlett-Packard.
www.tanea.gr - bbc.co.uk

Άλματα στην τεχνητή σκέψη

Το όραμα δημιουργίας τεχνητού εγκέφαλου ή βιονικού υπολογιστή βρίσκεται ένα βήμα πιο κοντά στην υλοποίησή του

Ο ισχυρότερος υπολογιστής του κόσμου, με 1 δισεκατομμύριο νευρώνες και τις συνάψεις τους, καίει μόλις 20 Watt και βρίσκεται στο κεφάλι μας.

Είναι πλέον κοινό μυστικό ότι το «Αγιο Δισκοπότηρο» που συνενώνει στην αναζήτησή του μηχανικούς, βιολόγους και γιατρούς είναι η λειτουργία του εγκεφάλου. Γνωρίζουμε πια όλα σχεδόν τα δομικά στοιχεία του εγκεφάλου μας και θα μπορούσαμε να τον ανασυνθέσουμε τεχνητά, φτάνει να... μη μας ζητήσουν να τον «βάλουμε μπρος»! Ο λόγος είναι ότι αγνοούμε ακόμη τη διαφορετικότητα λειτουργίας του κάθε δομικού του στοιχείου και το πώς συνδυάζονται αυτές οι λειτουργίες μεταξύ τους. Το πρόβλημα είναι, θα λέγαμε, ανάλογο εκείνου μιας ορχήστρας: Από το να συναθροίσεις απλά σε μια αίθουσα όλα τα μουσικά όργανα που την απαρτίζουν ως το να απολαύσεις συμφωνία του Μπετόβεν, μεσολαβεί δρόμος πολύς....

Σχεδιάζοντας το αύριο: τα υλικά του μέλλοντος

φως και ύλη
Σχεδιάζοντας το αύριο
Τα υλικά του μέλλοντος που κερδίζουν τα Νομπέλ, πώς θα κάνουμε το φως να δουλέψει για μας, ο χαμένος κρίκος για τους ηλεκτρονικούς εγκεφάλους, γιατί οι Τ είναι οι νέες ακτίνες Χ

MEMRISTORS
Ο χαμένος κρίκος για έναν τεχνητό εγκέφαλο;

Τα δομικά στοιχεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος είναι οι αντιστάτες, οι πυκνωτές και οι επαγωγείς. Α, και οι memristors! Η ύπαρξη αυτών των συσκευών- των «αντιστατών με μνήμη»- είχε προβλεφθεί πριν από 40 χρόνια, όμως η ανακάλυψη ενός υλικού με μνημοστατική συμπεριφορά έγινε μόλις το 2008.
Το μικρό μέγεθος και η μικρή κατανάλωση ενέργειας των memristors τους καθιστούν τέλειους για την αποθήκευση και τον χειρισμό των πληροφοριών. Ενας μόνο memristor μπορεί να κάνει τη δουλειά περίπου 12 τρανζίστορ ενός τσιπ CΡU και τα πρώτα τσιπ που θα χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία αναμένονται στην αγορά το 2012.
Οι memristors όμως μπορούν να προσφέρουν ακόμη περισσότερα. Μια ιδέα....