En ny elektronisk komponent til at erstatte flash-lager

Forskere finansieret af Swiss National Science Foundation har skabt en ny elektronisk komponent, der kan erstatte flash-lagring. Denne memristor kunne også bruges en dag i nye typer computere.

To IT-giganter, Intel og HP, har deltaget i et kapløb om at producere en kommerciel version af memristorer, en ny elektronikkomponent, der en dag kan erstatte flashhukommelse (DRAM), der bruges i USB-hukommelsessticks, SD-kort og SSD-harddiske. "I bund og grund, memristorer kræver mindre energi, da de arbejder ved lavere spændinger, " forklarer Jennifer Rupp, professor i Institut for Materialer ved ETH Zürich og indehaver af et SNSF professoratlegat. "De kan gøres meget mindre end nutidens hukommelsesmoduler, og tilbyder derfor meget større tæthed. Det betyder, at de kan gemme flere megabyte information pr. kvadratmillimeter." Men i øjeblikket er memristorer kun på prototypestadiet.

Mindre rigid databehandling

Sammen med sin kemikerkollega Markus Kubicek, Jennifer Rupp har bygget en memristor baseret på en skive perovskit på kun 5 nanometer tyk. Og det interessante er, at hun har vist, at komponenten har tre stabile resistive tilstande. Som resultat, den kan ikke kun gemme 0 eller 1 af en standardbit, men kan også bruges til information kodet af tre tilstande – 0, 1 og 2 af en "trit". "Vores komponent kunne derfor også være nyttig til en ny type it, der ikke er baseret på binær logik, men på en logik, der sørger for information placeret 'mellem' 0 og 1, " fortsætter Jennifer Rupp. "Dette har interessante konsekvenser for det, der omtales som fuzzy logic, som søger at indarbejde en form for usikkerhed i behandlingen af ​​digital information. Du kan beskrive det som mindre stiv databehandling."

En anden potentiel anvendelse er neuromorfisk databehandling, som har til formål at bruge elektroniske komponenter til at reproducere den måde, hvorpå neuroner i hjernen behandler information. "Egenskaberne af en memristor på et givet tidspunkt afhænger af, hvad der er sket før, " forklarer Jennifer Rupp. "Dette efterligner neuronernes adfærd, som kun sender information, når en specifik aktiveringstærskel er nået."

Primært, forskerne ved ETH Zürich har karakteriseret meget detaljeret, hvordan komponenten virker, ved at udføre elektrokemiske undersøgelser. "Vi var i stand til at identificere bærerne af elektrisk ladning og forstå deres forhold til de tre stabile tilstande, " forklarer forskeren. "Dette er ekstremt vigtig viden for materialevidenskab, som vil være nyttig til at forfine den måde, hvorpå lageret fungerer, og til at forbedre dets effektivitet."

Den fjerde komponent

Princippet om memristor blev først beskrevet i 1971, som den fjerde grundlæggende komponent i elektroniske kredsløb (ved siden af ​​modstande, kondensatorer og induktorer). Siden 2000'erne, forskere har foreslået, at visse typer af resistiv hukommelse kunne fungere som memristorer.