Zakłócenia poprawiają pamięć memrystorów

fot. StanWilliams, HP Labs

Odkrycie tego efektu ułatwi stworzenie komputerów bez procesora. Może także zrewolucjonizować badania ludzkiego mózgu, który działa podobnie.

Memrystor (ang. memory resistor - opornik z pamięcią), wynaleziony w 2008 roku, to jeden z czterech podstawowych elementów elektronicznych obok opornika, kondensatora i cewki. Zmienia on oporność w zależności od wartości i kierunku przyłożonego napięcia, a także zapamiętuje oporność po odłączeniu zasilania. Działa więc jak pojedyncza komórka pamięci i może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji.

Ponieważ posiada zdolność do przechowywania danych bez konieczności podtrzymywania zasilania, może służyć do konstrukcji pamięci trwałych o większej gęstości zapisu niż dyski twarde i szybkości zbliżonej do pamięci DRAM. Może też służyć do budowy mikrotranzystorów.

Memrystory zużywają mniej energii i są szybsze niż obecnie stosowane technologie przechowywania danych, takie jak np. pamięć flash. Przechowują także więcej danych na tej samej przestrzeni. Stanowią od momentu wynalezienia obiekt zainteresowania badaczy i firm ponieważ są zasilane prądem o niskim napięciu, proste, tanie i szybkie.

Zespół naukowców pod kierownictwem Alexandra Stotlanda i Massimiliano Di Ventry z University of California pracował nad ich słabym punktem - zakłócenia elektroniczne miały uniemożliwiać zachowywanie informacji.

Jak jednak okazało się w trakcie eksperymentów badawczych zakłócenia o niskiej częstotliwości nie miał istotnego efektu dla zdolności zachowywania danych. Zmiany nimi spowodowane były zbyt powolne, aby uszkadzać pamięć memrystorów. Istotny był za to efekt zakłóceń o średniej częstotliwości. Powodowały one wzmacnianie zdolności memrystorów do zapamiętywania, zamiast je uszkadzać.

Stotland i Di Ventra sprawdzili ten efekt wprowadzając zmiany temperatury jako źródło zakłóceń do układu z memrystorem. Jak się okazało, można określić, jaki typ zakłóceń o średniej częstotliwości zwiększa zdolności zapamiętywania memrystorów.

Jak stwierdzili naukowcy, odkryty przez nich efekt, nazwany pamięcią stochastyczną, może zrewolucjonizować badania synaps - połączeń między neuronami ludzkiego mózgu, działających na tej samej zasadzie co memrystory. W samej zaś elektronice pamięć stochastyczna przybliża moment stworzenia układów łączących cechy pamięci i procesora, czyli zbudowania komputerów bezprocesorowych.

PAP - Nauka w Polsce