В 1971 году профессор Леон Чуа, специализирующийся в области электротехники, впервые предложил теоретическую модель еще одного базового компонента электроники — мемристора. Гораздо позже, в 2008 году, в лабораториях компании Hewlett-Packard впервые были изготовлены действующие опытные образцы мемристоров. Продолжая исследования, ученые Hewlett-Packard доказали, что они уже сейчас могут создать электронные устройства, в которых мемристоры выступят на замену транзисторам, элементам, на базе которых создаются все современные микросхемы. Свойства мемристоров, позволяющие с помощью их одновременно обрабатывать и хранить данные, размещая их, при этом, в несколько слоев, создавая сложные трехмерные структуры, позволят увеличить вычислительную мощность и объемы памяти компьютеров к значениям, совершенно невообразимым даже в наше время. При этом, это может произойти в ближайшие несколько лет.
Согласно заявлению Стэна Вильямса (Stan Williams), одного из ученых компании Hewlett-Packard, замена транзисторов мемристорами обещает улучшить электронику будущего в трех ключевых направлениях.
Прежде всего, использование мемристоров позволит одному и тому же устройству выступать одновременно в качестве процессора и памяти. Современные компьютеры, как известно, помимо процессоров, содержат и дополнительные устройства памяти, как оперативной, так и постоянной. Совместив все эти компоненты в одном, можно избежать затрат времени на обмен данными между устройствами, таким образом, система на мемристорах будет работать намного быстрее и потреблять, при этом, существенно меньшее количество энергии.
Во-вторых, мемристоры могут иметь размеры, намного меньшие, чем размеры транзисторов. Как известно, законы квантовой механики ограничивают минимальные размеры транзисторов значениями, к которым вплотную подбираются современные технологические процессы. Использование мемристоров позволит соблюдать закон Гордона Мура еще достаточно длительное время, не прибегая к экзотическим и дорогостоящим уловкам, таким как графеновые транзисторы или квантовые вычисления.
И, наконец, в отличие от транзисторов, на основе которых создаются только линейные структуры чипов, из мемристоров можно реально формировать развитые трехмерные структуры, внутри которых число внутренних связей может вырасти по экспоненте, в зависимости от количества «вертикальных» слоев структуры. Вычислительный и логический потенциал таких трехмерных структур мемристоров настолько высок, что Леон Чуа, первооткрыватель мемристоров, полагает, что на основе этой технологии можно будет изготовить первый электронный мозг. «Теперь у нас есть материал, из которого можно изготовить думающий электронный мозг» — рассказал он в интервью «Таймс».
В лабораториях Hewlett-Packard уже были изготовлены первые образцы несложных электронных устройств на основе мемристоров, которые служат доказательством работоспособности этой технологии. Ученые Hewlett-Packard прогнозируют, что первые рабочие экземпляры компьютерных комплектующих на основе мемристроной электроники будут изготовлены ими в течение последующих трех лет, а на массовое внедрение этой технологии может уйти до десяти лет времени.
Источник:
