Новые изобретения 2010. Новое в науке. Компьютерная память будущего по версии Hewlett Packard - это мемристоры - 6 Мая 2010 - Сайт Пифос. Великие открытия, изобретения 19 - 20 века
Пятница, 09.12.2016, 22:17
Приветствую Вас Гость | RSS

ПИФОС

Главная » 2010 » Май » 6 » Новые изобретения 2010. Новое в науке. Компьютерная память будущего по версии Hewlett Packard - это мемристоры
11:32
Новые изобретения 2010. Новое в науке. Компьютерная память будущего по версии Hewlett Packard - это мемристоры
HP предполагает, что к 2012 году мемристоры заменят собой флеш-память

Революция электронной памяти, о которой так долго говорили компьютерные инженеры, наконец-то совершилась! Это стало возможно, благодаря использованию разработанных в 2008 году уникальных электронных компонентов – мемристоров, которые называют недостающим звеном электронной памяти. Впервые предложил использовать мемристоры в электронике профессор Леон Чуа в 70-е годы 20-го века.

Мемристор (англ. memristor, от memory — «память», и resistor — «электрическое сопротивление») — пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять свое сопротивление. Может быть описан как двухполюсник с нелинейной вольт-амперной характеристикой, обладающий гистерезисом. Устанавливает отношения между интегралами по времени силы тока, протекающего через элемент, и напряжения на нем. Долгое время мемристор считался теоретическим объектом, который нельзя построить. - Wikipedia

В апреле 2008 г. исследователи Hewlett Packard Laboratories (Palo Alto, Калифорния, США) заявили, что они «переоткрыли» мемристоры, теоретически предсказанные профессором Леоном Чуа (Leon Chua) из University of California at Berkeley в 1971 г. Руководитель работ в HP Labs – Стэн Уильямс (R. Stanley Williams).

Лабораторный образец мемристора был создан в 2008 году коллективом ученых во главе с Р. С. Уильямсом в исследовательской лаборатории фирмы Hewlett-Packard. В отличие от теоретической модели, устройство не накапливает заряд, подобно конденсатору, и не поддерживает магнитный поток, как катушка индуктивности. Работа устройства обеспечивается за счет химических превращений в тонкой (5 нм) двухслойной пленке диоксида титана. Один из слоев пленки слегка обеднен кислородом, и кислородные дырки мигрируют между слоями под действием приложенного к устройству электрического напряжения. Данную реализацию мемристора следует отнести к классу наноионных устройств. - - Wikipedia

Новые исследования компании Hewlett Packard (HP) были опубликованы в журнале Nature. Представители компании HP, инженеры-компьютерщики, которой представили новый модуль, работающий на мемристорах, утверждают: поскольку мемристоры могут обрабатывать данные, то на их основе могут быть построены более “умные” микропроцессоры, а это в свою очередь означает, что они в будущем смогут заменить транзисторы, используемые для построения микросхем. Однако самое важное заключается в том, что мемристоры позволят будущим микросхемам хранить и обрабатывать данные внутри одного устройства.

Сейчас эти функции разнесены по разным устройствам, вынужденным обмениваться необходимой информацией, что замедляет её обработку и к тому же расходует лишнюю энергию. В своём интервью Би-би-си профессор Стэн Уильямс, работающий в HP, сообщил: “Процессор и память могут объединиться. Это позволяет нам по-новому подойти к тому, как производится обработка данных”.

Профессор Чуа говорит, что концептуально это лишь верхушка айсберга. Он сравнивает новую технологию с работой человеческого мозга и системой нейронного обмена посредством синапсов и аксонов: “В будущем мы сможем на основе мемристоров строить компьютеры, повторяющие работу мозга”.

Недавно ученые Мичиганского университета продемонстрировали, что подобное мемристорное устройство действительно может имитировать синаптическую трансмиссию мозга.

Несмотря на то, что впервые подобная технология обработки данных была предложена профессором Чуа еще в 1971 году, первый работающий мемристор был создан без малого 40 лет спустя, усилиями профессора Уильямса и его лаборатории. Это чрезвычайно обрадовало профессора Чуа, который и не надеялся, что ему на склоне лет доведется увидеть воплощение своих идей.

Эти крохотные устройства являются четвертым базовым звеном цепи, состоящей из конденсаторов, резисторов и индукторов. Мемристорами они названы благодаря своей способности “помнить” загруженный в него объем информации даже после отключения электропитания.

Это означает, что мемристоры могут использоваться для построения модулей оперативной памяти, способных также обрабатывать данные. По мнению профессора Уильямса, в продажу они могут поступить в ближайшие три года. ”Нашей непосредственной задачей является создание устройства, способного конкурировать с флэш-памятью для камер, mp3-плееров и прочих подобных устройств, - говорит профессор. – Мы бы хотели, чтобы его память была вдвое больше, чем флэш-карта такого же объема памяти”.

Команда профессора Уильямса также обнаружила, что мемристоры можно располагать один над другим, формируя таким образом, трехмерные схемы. “Теоретически мы можем наслаивать их один над другим тысячами, и в результате один чип будет иметь огромный объем памяти”, - полагает профессор Уильямс.

В будущем, как надеется профессор Уильямс, мемристоры можно будет использовать для создания устройства, могущего обрабатывать и хранить информацию, что позволит ускорить обработку данных и сохранить электроэнергию. Однако это станет возможным, по его мнению, не раньше, чем через десяток лет.

Мемристоры могут также оказать неоценимую помощь в том, что касается хранения больших объемов информации в устройствах меньшего размера. В настоящее время создатели микрочипов следуют так называемому “закону Мура”, гласящему, что число транзисторов на кристалле удваивается каждые два года, используя все меньший и меньший их размер. Новейшие микрочипы, например, имеют транзисторы величиной в 22 нанометра (1 нанометр равен одной миллиардной части метра), однако, как предупреждают ученые, подобная миниатюризация не может продолжаться вечно, и именно здесь мемристоры предлагают альтернативу.

“Мы сможем и в дальнейшем делать их все меньше и меньше вплоть до того размера, до которого казалось бы уже их нельзя уменьшить, - говорит профессор Уильямс, уже собравший опытный образец с компонентами размером в 3 нанометра. - Эквивалент нынешнего закона Мура сможет быть релевантным еще в течение десятилетий после того, как уменьшать чипы уже не будет никакой возможности”.

Что также немаловажно, так это то, что мемристоры могут собираться с использованием тех же материалов, что и микрочипы. Как говорит профессор Джеймс Тур из Университета Райса в Хьюстоне (США), возможность совмещения при изготовлении мемристоров с технологией производства транзисторов является “ключевым параметром, который позволит их быстрый ввод в существующее производство микрочипов”.

Память на мемристорах уже получила название RRAM (Resistive RAM), и HP Labs планирует представить прототип готовой микросхемы в нынешнем году. Быстродействие мемристоров ожидается на уровне 50 нс, а значит, есть надежда, что удастся отказаться от нынешней иерархической структуры компьютерной памяти. В настоящее время эта структура представляет собой пирамиду, на вершине которой находится сверхбыстрый кэш на ячейках SRAM малого объёма, а в основании - жесткий диск большой ёмкости. Скоростная память на мемристорах в принципе может позволить как бы расширить процессорный кэш до нескольких терабайт с сохранением содержимого независимо от наличия питания.

Идеи Стэнли Вильямса выходят далеко за рамки новых принципов производства памяти. Вильямс предлагает на основе мемристоров создать принципиально иную разновидность логических элементов: двухвыводные ячейки, которые могут менять структуру в реальном времени (он даже придумал название: вентиль IMP, от implement, “осуществлять”). Представьте себе компьютер, который не исполняет логические команды на неизменных электрических схемах, а, наоборот, перестраивает схемы для выполнения необходимых функций. Специалисты Hewlett-Packard уже проводят эксперименты с гибридной схемой, построенной из обычных КМОП-транзисторов и мемристоров, которая функционирует в режимах логического элемента, запоминающего устройства и коммутатора сигналов.

Из всего этого следует несомненный факт: мы стоим на пороге качественно нового и перспективного направления в технологии производства компьютеров и прочей электронной аппаратуры. HP предполагает, что к 2012 году мемристоры начнут заменять собою флеш-память, в 2014—2016гг. — оперативную память и жесткие диски. Таким образом, по самым оптимистичным оценкам «мемристорные» компьютеры появятся на рынке не раньше, чем через 20 лет. Но главное, что цель развития компьютерной электроники обозначена чрезвычайно четко.


загрузка...
Сайт Пифос - великие изобретения и открытия человечества. Здесь вы всегда сможете найти последние открытия во всех областях, открытия века, года.
Также на сайте вы сможете узнать историю многих изобретений, которые мы активно используем в быту.
Категория: Калькуляторы, компьютеры | Просмотров: 1657 | Добавил: Admin | Рейтинг: 0.0/0

На сайте вы найдете исчерпывающую информацию про великие открытия, открытия века, открытия года, открытия ученых, великие географические открытия. Вы узнаете про научные, технические, первые, изобретения. Прочитаете, какой необычной может быть история изобретений; узнаете про изобретение машины, изобретение паровых машин, изобретение турбин, изобретение радио, тесла изобретения, изобретения леонардо да винчи, великие изобретения человечества. На сайте освящены многие периоды изобретательской мысли человечества: изобретения века, изобретения 20 века, новейшие изобретения, древние изобретения, древнейшие изобретения, изобретения года. Также вы узнаете про цивилизации, страны, народы, науку, культуру, искусство, архитектуру, приборы, загадки, тайны и многое другое.

Меню сайта
Поиск
Восток
Статистика

Счетчик тИЦ и PR Rambler's Top100