En bild av en krets med 17 memristorer fångad av ett atomkraftmikroskop. Varje memristor är sammansatt av två lager titandioxid anslutna med tråd. När elektrisk ström appliceras på ett lager, det lilla signalmotståndet för det andra lagret ändras, som i sin tur kan användas som en metod för att registrera data.
(PhysOrg.com) -- Forskare vid HP Labs, HP:s centrala forskningsgren, har upptäckt att ett motstånd med minne, en "memristor" kan också utföra logiska operationer. Detta innebär att chips som lagrar data också kan utföra beräkningar utan behov av en central processorenhet (CPU). Upptäckten kan innebära att datorer kommer att kunna bli mer kompakta och effektiva än vad man tidigare trott.
HP Labs demonstrerade memristorn för första gången 2008 (se PhysOrg-artikeln), men dess teoretiska existens postulerades 1971 av professor Leon Chua vid University of California i Berkeley. Han kallade dem memristorer eftersom de kombinerar de elektriska egenskaperna hos ett minneselement och ett motstånd. De kan behålla ett minne av mängden laddning som flödade genom dem efter att strömmen stängts av, och resistansen beror på spänningshistoriken. Enligt HP Labs är dessa små enheter de fjärde grundläggande byggstenarna för elektronik, de andra är motstånd, kondensatorer och induktorer.
Nu är ett team av forskare från HP Information and Quantum Systems Laboratory vid Palo Alto, Kalifornien, har skapat arkitekturer för minneschips med hjälp av memristorer, inklusive en där en stapel av memristorer är skiktade i ett enda chip.
Laget, ledd av chefen för laboratoriet, R. Stanley Williams, tror att enheter som använder elementet kan utvecklas för kommersiellt bruk inom några år. Dessa kan tillåta superdatorer att arbeta dramatiskt snabbare än idag, och eftersom memristorer behåller sitt minne, datorer baserade på dem kunde stängas av och slås på som en ljusströmbrytare.
I ett pressmeddelande sa HP Labs att memristorer är snabbare än nuvarande lagringsenheter som flashminne, och de använder mindre energi och kan lagra mer än dubbelt så mycket data. De skulle också kunna användas i handhållna enheter med tio gånger mer inbyggt minne än dagens enheter. HP Lab förutspår memristor-baserade processorer så småningom kan ersätta kisel i användningsområden som e-läsarskärmar.
Memristorer är också opåverkade av strålning, som kan påverka transistorbaserade teknologier, och detta betyder att de kan möjliggöra utvecklingen av mindre och kraftfullare enheter, eftersom användningen av transistorer begränsas av Moores lag, vilket säger att antalet transistorer som kan packas in i ett chip för en fast kostnad har fördubblats vartannat år. Transistorer på de mest avancerade chipsen har funktionsstorlekar så låga som 22 nanometer, men det finns en gräns för hur små de kan bli.
Williams sa att eftersom "våra hjärnor är gjorda av memristorer, ” upptäckten kan leda till datorer som fungerar mer som mänskliga hjärnor.
Tidningen publicerades i Natur förra veckan.
© 2010 PhysOrg.com
