Лента новостей

15:48
СМИ воспитывают страх к России
15:24
Назначен новый комбат батальона «Сомали» вместо убитого Гиви
15:20
Бедные Йорики
15:15
Три года «достоинства»: на Украине вспоминают жертв расстрелов на Майдане
15:14
Договорятся ли Пекин с Брюсселем?
15:13
Киевский Майдан-2017: Улыбаемся и машем!
15:12
Посольство США в Киеве встревожено признанием Россией документов жителей Донбасса
15:07
Лавров прокомментировал предложение «арендовать Крым у Украины»
15:07
Для ослабления рубля готовят сильное средство
15:05
Украинский «Голливуд»: ВСУ сняли эпичный ролик о новом «Фантоме»
15:04
Россия готовит сюрприз в разработке сверхскоростного вертолета
15:02
Россия предупреждает, что не позволит залить Донбасс кровью
14:59
ВСУ нашпиговали «Точки-У» на Донбассе острыми иглами
14:56
Мосул приказано добить
14:56
В США происходит ползучий госпереворот
14:54
Украина предлагала Крым в аренду России
14:53
Япония готовит революцию в подводной войне
14:50
Американцы напрасно пытаются высмеять разведкорабль «Виктор Леонов»
14:48
О вежливом повышении ставок на Украине
14:45
За ключ к стабильности надо платить
14:40
Блокада берет Порошенко за горло
14:38
Европа между тремя сверхдержавами
14:36
Обновленная СВД: как изменили легендарную снайперскую винтовку
14:34
«Трамп уничтожит российскую либеральную элиту»
14:21
Финляндия будет стрелять в «зеленых человечков»
14:17
В воинской части железнодорожных войск ВВО проведена проверка подразделений антитеррора
14:15
Россия готовится к долгой войне
14:10
Америке не хватает атомных бомб
12:55
НАТО и Россия: настоящий триллер
12:48
Морская авиация ТОФ получила на вооружение новый арктический вертолет Ми-8АМТШ-ВА
12:10
Мост для бегства оккупантов
12:02
В Киеве вспомнили: Россия оккупировала Крым еще в 2013 году
09:17
Турция против иммигрантов-мусульман из России
09:14
Жена Трампа как антироссийский фактор
09:12
Членство в НАТО — не предательство России
09:08
НАТО берет на мушку Севастополь
09:06
Все пошло не так
09:04
«Армата» будет России не по карману
09:02
Имперские ордена вместо советских
00:00
Этот день в истории - 20 Февраля
22:10
Путин самый богатый человек в мире?
22:08
В Мурманске состоится церемония закладки камня в основание филиала Нахимовского военно-морского училища
20:15
Русская мать финской культуры
20:11
Спокойный сон севастопольской совести
19:19
Двойной подвиг российских биатлонистов на чемпионате мира: успешный задел Всемирных военных игр в Сочи
Все новости

Архив публикаций

«    Февраль 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728 
» » Многоуровневые мемристоры могут стать базой вычислительных систем и памяти, основанных на десятичной системе исчисления

Многоуровневые мемристоры могут стать базой вычислительных систем и памяти, основанных на десятичной системе исчисления

Мемристор


Один из последних фундаментальных электронных элементов, мемристор, был создан около шести лет назад. За прошедшее с того момента время исследователи успели открыть множество перспективных областей применения этого устройства, включая энергонезависимую оперативную память, имеющую высокий показатель плотности хранения информации, перепрограммируемые универсальные логические элементы, на основе которых можно создавать подобные мозгу компьютеры и многое, многое другое. Тем не менее, казалось бы уже хорошо изученные мемристоры продолжают преподносить ученым сюрпризы и по сегодняшний день. Одним из таких сюрпризов являются мемристоры, созданные группой исследователей из Колледжа Тринити в Дублине (Trinity College Dublin). Эти мемристоры могут находиться в одном из нескольких допустимых состояний, на их базе можно создать память и элементы вычислительных систем, использующих десятичную систему исчисления.

Все современные логические элементы на основе транзисторов, включая и ячейки памяти, могут оперировать данными, закодированными в двоичной системе исчисления, т.е. единица информации (бит) может принимать только два значения, 1 и 0. Мемристор, созданный Дублинскими исследователями, может сейчас находиться в одном из шести состояний, но ученые утверждают, что им ничего не мешает увеличить количество допустимых состояний до 10.

Вместо того, чтобы хранить данные в виде электрического заряда, как это делается в современной динамической и энергонезависимой памяти, память на основе мемристоров (RRAM, Resistive RAM) хранит информацию в виде значения электрического сопротивления активного элемента ячейки. Этот активный элемент, мемристор, запоминает значение протекавшего через него электрического тока, который заставил измениться его внутренне сопротивление.

Мемристор, разработанный дублинскими исследователями, достаточно сильно отличается от классического мемристора. Во-первых, новый мемристор действует как диод, пропуская электрический ток только в одном направлении. Этот полупровдниковый эффект является последствием технологического шага, называемого электроформовкой. Мемристор представляет собой нанопровод из диоксида титана, полупроводникового материала, зажатого между двумя металлическими электродами. Когда эта структура уже создана, требуется натянуть нанопроводник, что делается при помощи кратковременной подачи на него напряжения в 10 В. При этом, внутри нанопроводника и металла электродов происходит перераспределение носителей электрического заряда и в районе контакта нанопроводника с катодом возникает p-n переход.

Принцип действия нового мемристора также отличается от принципа действия обычного мемристора. Нормальному мемристору, для того, чтобы перевести его в разные состояния, требуется подать на него напряжение различного потенциала. "Вы подаете на мемристор напряжение в 10 В и получаете одно сопротивление, а подав на него 5 В, вы получите другое сопротивление" - рассказывает Кертис О'Келли (Curtis O'Kelly), физик из Тринити-колледжа, - "Наше устройство чем-то напоминает шаговый двигатель. Подав на него импульс, напряжением в 7.5 В, один раз, мы получаем одно сопротивление. Следующий такой импульс изменит его сопротивление еще на один "шаг" и т.д.".

В настоящее время, сделав шесть "шагов" новый мемристор попадает в состояние насыщения, когда следующие импульсы уже не приводят к изменению его сопротивления. Но, подав на мемристор необходимое количество импульсов, можно зафиксировать его в промежуточном положении, которое он будет сохранять, пока на него не окажет воздействие очередной импульс. Полярность импульса может быть и отрицательной, что вынудит сопротивление мемристора сделать один шаг назад "Более того, за счет того, что наш мемристор является диодом, ячейку памяти на его основе можно очистить практически не затрачивая на это энергии, ведь ток через него не течет в обратном направлении" - рассказывает Кертис О'Келли, - "Такого эффекта абсолютно невозможно добиться в случае с "нормальными" мемристорами".

Механизм работы нового мемристора пока еще не до конца понятен самим ученым. Они объясняют это физическими изменениями материала нанопроводника, которые происходят в районе его контакта с металлом катода. "Тем не менее это никак не мешает нам начать использовать такие мемристоры в практических целях" - рассказывает Кертис О'Келли, - "Кроме этого мы собираемся увеличить количество шагов сопротивления мемристора до 10, а окончательным пределом этому количеству может стать только разрешающая способность цепей управления и измерительных цепей ячейки памяти".

Использование десятичной системы исчисления в памяти может существенно увеличить плотность хранения информации. К примеру, для хранения целого числа 18,446,744,073,709,551,615 сейчас используется 64 двоичных бита, при использовании десятичных бит их количество сократится до 20. К сожалению, переход от двоичной к десятичной логике вряд ли является осуществимым мероприятием, ведь сама десятичная логика не очень подходит для создания структуры вычислительных систем. Но вот реализовать переходные интерфейсы между двоичной логикой и десятичной памятью нынешним инженерам не составит никакого труда.


Первоисточник





Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации


Добавьте комментарий

Новости партнеров


Loading...

Loading...

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наверх