HP prikazao prvi funkcionalan čip s memristorima

Istraživači iz HP-ovih laboratorija u Palo Altu koji su maja ove godine napravili prvi memristor, prikazali su prošle nedelje na prvom simpozijumu posvećenom memristorima i memristorskim sistemima održanom u Berkliju, kako se memristori mogu integrisati u funkcionalna kola. Ta kola zahtevaju manje tranzistora, omogućavaju da se više komponenata spakuje u isti fizički prostor i troše manje energije da bi radila.

Memristore je prvi predvideo profesor Leon Čua sa Berklija 1971. godine. To su uređaji nanometarskih razmera koji imaju jedinstvene odlike: promenljivu otpornost i sposobnost da zapamte svoju otpornost čak i kad im se isključi napajanje.

Istraživači iz laboratorija Hewlett-Packarda u Palo Altu u Kaliforniji, uvereni su da će memristor kao nova osnovna elektronska komponenta omogućiti da brzina kompjutera nastavi da se povećava dosadašnjom brzinom i u narednim godinama.

„Mi nastojimo da damo novi podsticaj Murovom zakonu“, izjavio je HP-ov vodeći istraživač Sten Vilijams aludirajući na predviđanje Gordona Mura, osnivača Intela, da će se broj tranzistora u integrisanom kolu (a prema tome i performanse) udvostručavati približno svake dve godine.
Poboljšavanje performansi obično je značilo smanjivanje komponenata tako da ih se što više smesti na kolo. Umesto toga, Vilijamsov tim uklonio je neke tranzistore i zamenio ih manjim brojem memristora. Jedan memristor može da izvodi iste logičke funkcije kao i više tranzistora, što znači da obećavaju povećanje kompjuterske snage. Memristori bi se mogli pokazati i kao brža, manja i energetski efikasnija alternativa fleš memorijama.

Mada je istraživanje memristora još uvek u začetku, HP Laboratorije rade na nekoliko praktičnih memristorskih projekta, a Vilijamsov tim je prvi koji je demonstrirao hibridni memristorsko-tranzistorki čip koji radi.
„Memristor je otpornik s memorijom, odnosno uređaj koji menja svoju otpornost u zavisnosti od toga koliko je električnog opterećenja prošlo kroz njega“, objasnio je Vilijams.

Na pitanje zašto su memristori važni Vilijams je odgovorio da su oni spasonosno pojačanje za integrisana kola. „Hibridna kola koja koriste i tranzistore i memristore radiće mnogo efikasnije, imaće daleko manju potrošnju i koristiće znatno manje materijala nego kola koja koriste samo tranzistore. Memristor je po svoj prilici najvažniji novi elektronski uređaj otkriven u prvoj polovini ovog veka.“

Promena otpornosti memristora je fascinantna, dodao je on, jer omogućava mnoštvo primena u elektronici koje će biti lako dostupne. „Jedna od njih je postojana memorija. Kad joj se napajanje isključi pa se ponovo uključi sve što je u njoj bilo pre isključivanja ostaće nepromenjeno i pristupačno u nasumičnom smislu a ne sekvencijalno.“

Opisujući kako memristor radi Vilijams je najpre objasnio da taj uređaj izgleda kao kondenzator – ima dve elektrode i tanak sloj poluprovodnog materijala između njih. Naponom dovedenim na elektrode čestice dopirajućeg materijala u poluprovodniku se pomeraju. U tzv. isključenom stanju te čestice su gusto zbijene na jednoj strani memristora, što znači da ih u jednom velikom delu memristora nema, zbog čega memristor ima veoma veliku otpornost. Kada se na memristor dovede napon, dopirajuće čestice se pomeraju u prethodno prazno područje čime se smanjuje njegova otpornost, a time i ukupna otpornost memristora.

Uključivanjem i isključivanjem napona dopirajuće čestice se pomeraju duž memristora, a to izaziva povećanje i smanjenje otpornosti.