Мемристор

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Мемри́стор (англ. memristor, от memory — память, и resistor — электрическое сопротивление) — пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять своё сопротивление в зависимости от протекавшего через него заряда (интеграла тока за время работы).

Может быть описан как двухполюсник с нелинейной вольт-амперной характеристикой, обладающий гистерезисом.[1]





Математическая модель

Теория мемристора была создана в 1971 году профессором Леоном Чуа (англ.)русск. (Цай Шаотаном)[2].

Устанавливает отношения между интегралами по времени силы тока, протекающего через элемент, и напряжением на нём. Долгое время мемристор считался теоретическим объектом, который нельзя построить.

Однако лабораторный образец запоминающего элемента, демонстрирующего некоторые свойства мемристора[3][4], был создан в 2008 году коллективом учёных во главе с Р. С. Уильямсом в исследовательской лаборатории фирмы Hewlett-Packard[5][6][7][8].

В отличие от теоретической модели, полученное устройство не накапливает заряд, подобно конденсатору, и не поддерживает магнитный поток, как катушка индуктивности. Работа устройства (изменение его свойств[4]) обеспечивается за счет химических превращений в тонкой (5 нм) двухслойной плёнке диоксида титана. Один из слоев пленки слегка обеднен кислородом, и кислородные вакансии мигрируют между слоями под действием приложенного к устройству электрического напряжения. Данную реализацию мемристора следует отнести к классу наноионных устройств.

Наблюдающееся в мемристоре явление гистерезиса позволяет использовать его в качестве ячейки памяти. Гипотетически мемристоры смогут заменить транзисторы в части случаев.

Теоретически мемристорные запоминающие элементы могут быть более плотными и быстрыми, чем современная флеш-память. Также блоки из них могут заменить ОЗУ. Умение мемристоров «запоминать» заряд позволит впоследствии отказаться от загрузки системы компьютера: в памяти компьютера, отключённого от питания, будет храниться его последнее состояние. При поддержке со стороны программного обеспечения компьютер можно будет включить и начать работу с того места, на котором она была остановлена при выключении.

По заявлениям Hynix и Hewlett-Packard, технология готова к производству. Изначально сообщалось, что накопители на базе мемристоров выйдут в 2013 году[9], но затем выпуск был перенесён на 2014 год.[10][11]

В 2014 году HP опубликовала проект суперкомпьютера The Machine, в котором планируется использовать волоконно-оптические линии связи и память на базе мемристоров[12]. Первые компоненты проекта будут продемонстрированы в 2015 и 2016 годах, коммерциализация технологии ожидается до конца 2020-х.[13]

Перспективы применения в качестве вычислительных устройств

Мемристоры могут быть использованы не только для хранения данных. Так, М. Ди Вентра и Ю. В. Першиным была предложена концепция вычислительных машин, в которых хранение и обработка информации осуществляется одним и тем же физическим устройством, основанным на мемристорах[14][15].

См. также

Напишите отзыв о статье "Мемристор"

Примечания

  1. ↑ Pershin, Y. V. & Di Ventra, M. (2011), "[dx.doi.org/10.1080%2F00018732.2010.544961 Memory effects in complex materials and nanoscale systems]", Advances in Physics Т. 60 (2): 145, DOI 10.1080/00018732.2010.544961 
  2. ↑ Chua, Leon O, "[www.cpmt.org/scv/meetings/chua.pdf Memristor—The Missing Circuit Element]", IEEE Transactions on Circuit Theory. 18.5 (1971): 507-519.
  3. ↑ "The Missing Memristor: Novel Nanotechnology or rather new Case Study for the Philosophy and Sociology of Science?" by Sascha Vongehr, Advanced Science Letters 17, pp. 285-290 (2012), [arxiv.org/abs/1205.6129 arXiv:1205.6129]
  4. ↑ 1 2 Бёрд Киви, [www.3dnews.ru/906763 Мемристоры: пора ли переписывать учебники?] // 3DNews, 18 декабря 2014: "А было ли открытие? .. следует отметить существенные различия между тем мемристором, который был теоретически предсказан Леоном Чуа в 1971 году и тем устройством .. наноконструкция, обнаруженная в HP, фактически представляет собой аналоговое запоминающее устройство, которое вообще не требует для своей работы эффектов магнетизма.
  5. ↑ [www.hp.com/hpinfo/newsroom/press/2008/080430a.html HP Labs Proves Existence of New Basic Element for Electronic Circuits. “Memristor” discovery could lead to far more energy-efficient computing systems with memories that don’t forget, never need to be booted up] (англ.), press-release, HP (April 30, 2008). Проверено 9 января 2015.
  6. ↑ Strukov, Dmitri B., et al. "[www-inst.eecs.berkeley.edu/~ee129/fa08/handouts/TheMissingMemristorFound.pdf The missing memristor found]." // Nature 453.7191 (2008): 80-83. doi:10.1038/nature06932
  7. ↑ [www.ixbt.com/news/all/index.shtml?10/44/09 Четвертый элемент: специалисты HP воплотили в жизнь технологию памяти, придуманную 37 лет назад] // IXBT, 05 Мая, 2008
  8. ↑ Sally Adee. [spectrum.ieee.org/semiconductors/design/the-mysterious-memristor The Mysterious Memristor. Researchers at HP have solved the 37-year mystery of the memory resistor, the missing 4th circuit element.] (англ.), IEEE Spectrum (1 May 2008). Проверено 9 января 2015.
  9. ↑ [www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1260374 HP, Hynix to launch memristor memory 2013] // EETimes, Peter Clarke, 2011-10-06
  10. ↑ [www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?16/15/46 Разработка мемристоров завершена, но HP и Hynix не хотят подрывать рынок флэш-памяти] // IXBT, 28 Сентября, 2012
  11. ↑ [www.zdnet.com/memristors-one-year-delay-will-hit-it-in-the-wallet-7000000586/ Memristors' one-year delay will hit IT in the wallet] // ZDNet, July 10, 2012
  12. ↑ Peter Bright. [arstechnica.com/information-technology/2014/06/hp-plans-to-launch-memristor-silicon-photonic-computer-within-the-decade/ HP plans to launch memristor, silicon photonic computer within the decade Electrons, photons, and ions will work together to revolutionize computing.] (англ.), arstechnica (Jun 11, 2014). Проверено 9 января 2015.
  13. ↑ Morgan, Timothy Prickett (June 12, 2014). "[www.enterprisetech.com/2014/06/12/hp-puts-memristors-heart-new-machine/ HP Puts Memristors At The Heart Of A New Machine]". EnterpriseTech.
  14. ↑ [arxiv.org/abs/1211.4487 M. Di Ventra, Y. V. Pershin. Memcomputing: a computing paradigm to store and process information on the same physical platform] // Nature Physics 9, 200-202, 2013; [arxiv.org/abs/1304.1675 arXiv:1304.1675] (англ.)
  15. ↑ [www.technologyreview.com/view/507721/the-computer-that-stores-and-processes-information-at-the-same-time/ The Computer That Stores and Processes Information At the Same Time] (англ.), MIT Technology review (November 21, 2012). Проверено 9 января 2015. «Emerging Technology From the arXiv».

Литература

  • Chua, Leon O, "[www.cpmt.org/scv/meetings/chua.pdf Memristor—The Missing Circuit Element]", IEEE Transactions on Circuit Theory. 18.5 (1971): 507-519. doi:10.1109/TCT.1971.1083337
  • Strukov, Dmitri B., et al. "[www-inst.eecs.berkeley.edu/~ee129/fa08/handouts/TheMissingMemristorFound.pdf The missing memristor found]." // Nature 453.7191 (2008): 80-83. doi:10.1038/nature06932

Ссылки

  • Олег Нечай, [www.computerra.ru/vision/591537/ Мемристор: «недостающий элемент»] // Компьютерра-Онлайн, 3 февраля 2011 года
  • Бёрд Киви, [www.3dnews.ru/906763 Мемристоры: пора ли переписывать учебники?] // 3DNews, 18 декабря 2014
  • [memlinks.eu MEMLINKS] // Ссылки на научные работы по мемристорах


<imagemap>: неверное или отсутствующее изображение

 В этой статье не хватает ссылок на источники информации.
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011 года.
К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

Отрывок, характеризующий Мемристор

Иногда она вспоминала его взгляды, его участие, его слова, и ей казалось счастье не невозможным. И тогда то Дуняша замечала, что она, улыбаясь, глядела в окно кареты.
«И надо было ему приехать в Богучарово, и в эту самую минуту! – думала княжна Марья. – И надо было его сестре отказать князю Андрею! – И во всем этом княжна Марья видела волю провиденья.
Впечатление, произведенное на Ростова княжной Марьей, было очень приятное. Когда ои вспоминал про нее, ему становилось весело, и когда товарищи, узнав о бывшем с ним приключении в Богучарове, шутили ему, что он, поехав за сеном, подцепил одну из самых богатых невест в России, Ростов сердился. Он сердился именно потому, что мысль о женитьбе на приятной для него, кроткой княжне Марье с огромным состоянием не раз против его воли приходила ему в голову. Для себя лично Николай не мог желать жены лучше княжны Марьи: женитьба на ней сделала бы счастье графини – его матери, и поправила бы дела его отца; и даже – Николай чувствовал это – сделала бы счастье княжны Марьи. Но Соня? И данное слово? И от этого то Ростов сердился, когда ему шутили о княжне Болконской.


Приняв командование над армиями, Кутузов вспомнил о князе Андрее и послал ему приказание прибыть в главную квартиру.
Князь Андрей приехал в Царево Займище в тот самый день и в то самое время дня, когда Кутузов делал первый смотр войскам. Князь Андрей остановился в деревне у дома священника, у которого стоял экипаж главнокомандующего, и сел на лавочке у ворот, ожидая светлейшего, как все называли теперь Кутузова. На поле за деревней слышны были то звуки полковой музыки, то рев огромного количества голосов, кричавших «ура!новому главнокомандующему. Тут же у ворот, шагах в десяти от князя Андрея, пользуясь отсутствием князя и прекрасной погодой, стояли два денщика, курьер и дворецкий. Черноватый, обросший усами и бакенбардами, маленький гусарский подполковник подъехал к воротам и, взглянув на князя Андрея, спросил: здесь ли стоит светлейший и скоро ли он будет?
Князь Андрей сказал, что он не принадлежит к штабу светлейшего и тоже приезжий. Гусарский подполковник обратился к нарядному денщику, и денщик главнокомандующего сказал ему с той особенной презрительностью, с которой говорят денщики главнокомандующих с офицерами:
– Что, светлейший? Должно быть, сейчас будет. Вам что?
Гусарский подполковник усмехнулся в усы на тон денщика, слез с лошади, отдал ее вестовому и подошел к Болконскому, слегка поклонившись ему. Болконский посторонился на лавке. Гусарский подполковник сел подле него.
– Тоже дожидаетесь главнокомандующего? – заговорил гусарский подполковник. – Говог'ят, всем доступен, слава богу. А то с колбасниками беда! Недаг'ом Ег'молов в немцы пг'осился. Тепег'ь авось и г'усским говог'ить можно будет. А то чег'т знает что делали. Все отступали, все отступали. Вы делали поход? – спросил он.
– Имел удовольствие, – отвечал князь Андрей, – не только участвовать в отступлении, но и потерять в этом отступлении все, что имел дорогого, не говоря об именьях и родном доме… отца, который умер с горя. Я смоленский.
– А?.. Вы князь Болконский? Очень г'ад познакомиться: подполковник Денисов, более известный под именем Васьки, – сказал Денисов, пожимая руку князя Андрея и с особенно добрым вниманием вглядываясь в лицо Болконского. – Да, я слышал, – сказал он с сочувствием и, помолчав немного, продолжал: – Вот и скифская война. Это все хог'ошо, только не для тех, кто своими боками отдувается. А вы – князь Андг'ей Болконский? – Он покачал головой. – Очень г'ад, князь, очень г'ад познакомиться, – прибавил он опять с грустной улыбкой, пожимая ему руку.
Князь Андрей знал Денисова по рассказам Наташи о ее первом женихе. Это воспоминанье и сладко и больно перенесло его теперь к тем болезненным ощущениям, о которых он последнее время давно уже не думал, но которые все таки были в его душе. В последнее время столько других и таких серьезных впечатлений, как оставление Смоленска, его приезд в Лысые Горы, недавнее известно о смерти отца, – столько ощущений было испытано им, что эти воспоминания уже давно не приходили ему и, когда пришли, далеко не подействовали на него с прежней силой. И для Денисова тот ряд воспоминаний, которые вызвало имя Болконского, было далекое, поэтическое прошедшее, когда он, после ужина и пения Наташи, сам не зная как, сделал предложение пятнадцатилетней девочке. Он улыбнулся воспоминаниям того времени и своей любви к Наташе и тотчас же перешел к тому, что страстно и исключительно теперь занимало его. Это был план кампании, который он придумал, служа во время отступления на аванпостах. Он представлял этот план Барклаю де Толли и теперь намерен был представить его Кутузову. План основывался на том, что операционная линия французов слишком растянута и что вместо того, или вместе с тем, чтобы действовать с фронта, загораживая дорогу французам, нужно было действовать на их сообщения. Он начал разъяснять свой план князю Андрею.
– Они не могут удержать всей этой линии. Это невозможно, я отвечаю, что пг'ог'ву их; дайте мне пятьсот человек, я г'азог'ву их, это вег'но! Одна система – паг'тизанская.
Денисов встал и, делая жесты, излагал свой план Болконскому. В средине его изложения крики армии, более нескладные, более распространенные и сливающиеся с музыкой и песнями, послышались на месте смотра. На деревне послышался топот и крики.
– Сам едет, – крикнул казак, стоявший у ворот, – едет! Болконский и Денисов подвинулись к воротам, у которых стояла кучка солдат (почетный караул), и увидали подвигавшегося по улице Кутузова, верхом на невысокой гнедой лошадке. Огромная свита генералов ехала за ним. Барклай ехал почти рядом; толпа офицеров бежала за ними и вокруг них и кричала «ура!».
Вперед его во двор проскакали адъютанты. Кутузов, нетерпеливо подталкивая свою лошадь, плывшую иноходью под его тяжестью, и беспрестанно кивая головой, прикладывал руку к бедой кавалергардской (с красным околышем и без козырька) фуражке, которая была на нем. Подъехав к почетному караулу молодцов гренадеров, большей частью кавалеров, отдававших ему честь, он с минуту молча, внимательно посмотрел на них начальническим упорным взглядом и обернулся к толпе генералов и офицеров, стоявших вокруг него. Лицо его вдруг приняло тонкое выражение; он вздернул плечами с жестом недоумения.


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=Мемристор&oldid=80982121»