Создан новый электронный компонент, который может заменить флэш-память

Группа исследователей, финансируемых Национальным Научным Фондом Швейцарии (SNSF), создала новый электронный компонент, который может заменить собой флэш-накопитель.



В будущем данный мемристор можно будет использовать в компьютерах и электронике нового типа, — говорится на сайте Научного Фонда.

Два IT-гиганта – Intel и HP – вступили в схватку, цель которой состоит в том, чтобы начать выпуск коммерческой версии мемристоров – новых электронных компонентов, которые могут однажды прийти на смену флэш-памяти (DRAM), которая используется сегодня в USB-флэшках, SD-картах и SSD-накопителях.

«Говоря коротко, мемристоры потребляют меньшее количество электроэнергии, поскольку они работают при меньшем напряжении, – объясняет Дженнифер Рапп, профессор Кафедры материаловедения Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich), получивший профессорский грант SNSF. – Они могут иметь намного меньший размер, чем сегодняшние модули памяти, и, соответственно, более высокую плотность. Это означает то, что они могут хранить намного большее количество мегабайт информации на один квадратный миллиметр».
Однако сегодняшние мемристоры – это всего лишь опытные модели.

МЕНЕЕ ЖЁСТКИЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

Вместе со своим коллегой-химиком Маркусом Кубисеком, Дженнифер Рапп создала мемристор, построенный на перовскитовой пластинке толщиной всего в пять нанометров. И самое интересное в этом то, что она продемонстрировала, что данный компонент имеет три стабильных резистивных состояния. Как следствие, он может хранить не только «0» или «1» стандартного бита информации – его также можно использовать для хранения информации, записанной в троичном коде – то есть, 0, 1 и 2.

«Таким образом, созданный нами компонент можно будет использовать в IT-технологиях совершенно нового типа, которые основаны не на бинарной логике, а на логике, которая даёт возможность получать информацию, содержащуюся между «0» и «1», – продолжает Дженнифер Рапп. – Это имеет интересные последствия для того, что называют размытой логикой, которая пытается включить форму неопределённости в обработку цифровой информации. Вы можете назвать это менее жёсткими вычислениями».
Ещё одним потенциальным вариантом применения технологии могут быть так называемые нейроморфические вычисления, цель которых состоит в том, чтобы использовать электронные компоненты для обработки информации таким образом, как её обрабатывают нейроны в мозге.

«Свойства мемристора в конкретный момент времени могут заменяться в зависимости от того, что случалось ранее, – объясняет Дженнифер Рапп. – Таким образом, имитируется работа нейронов, которые передают информацию лишь в случае достижения определённого порога активации».
В первую очередь исследователи из ETH Zurich описали в мельчайших подробностях способы работы компонента, проведя для этого электрохимические исследования.

«Мы имели возможность определить носители электрического заряда и понять их отношение с тремя устойчивыми состояниями, – объясняет исследовательница. – Это чрезвычайно важная информация для науки материаловедения, которая будет полезна для определения того, как работает накопитель и повышения эффективности данной работы».

ЧЕТВЁРТЫЙ КОМПОНЕНТ

Принцип работы мемристора был впервые описан в 1971 году, когда он был назван четвёртым базовым компонентом электронных схем (наряду с резисторами, конденсаторами и катушками индуктивности). С начала 2000-ых годов учёные высказывают предположения о том, что определённые типы резистивной памяти могут функционировать как мемристоры.