Onderzoekers gefinancierd door de Zwitserse National Science Foundation hebben een nieuwe elektronische component gemaakt die flash-opslag zou kunnen vervangen. Deze memristor zou ooit ook in nieuwe typen computers kunnen worden gebruikt.

Twee IT-giganten, Intel en HP, hebben deelgenomen aan een race om een ​​commerciële versie van memristors te produceren, een nieuwe elektronische component die ooit het flashgeheugen (DRAM) van USB-geheugensticks zou kunnen vervangen, SD-kaarten en SSD-harde schijven. "In principe, memristors hebben minder energie nodig omdat ze op lagere spanningen werken, " legt Jennifer Rupp uit, hoogleraar bij de afdeling Materialen aan de ETH Zürich en houder van een SNSF-hoogleraarbeurs. "Ze kunnen veel kleiner worden gemaakt dan de huidige geheugenmodules, en bieden daardoor een veel grotere dichtheid. Dit betekent dat ze meer megabytes aan informatie per vierkante millimeter kunnen opslaan." Maar op dit moment bevinden memristors zich nog maar in het prototypestadium.

Minder rigide computergebruik

Samen met haar scheikundige collega Markus Kubicek, Jennifer Rupp heeft een memristor gebouwd op basis van een plakje perovskiet van slechts 5 nanometer dik. En het interessante is dat ze heeft aangetoond dat de component drie stabiele resistieve toestanden heeft. Als resultaat, het kan niet alleen de 0 of 1 van een standaardbit opslaan, maar kan ook worden gebruikt voor informatie die is gecodeerd door drie toestanden - de 0, 1 en 2 van een "trit". "Onze component zou dus ook bruikbaar kunnen zijn voor een nieuw type IT dat niet gebaseerd is op binaire logica, maar op een logica die voorziet in informatie die zich 'tussen' de 0 en 1 bevindt " vervolgt Jennifer Rupp. "Dit heeft interessante implicaties voor wat fuzzy logic wordt genoemd, die een vorm van onzekerheid wil incorporeren in de verwerking van digitale informatie. Je zou het kunnen omschrijven als minder rigide computergebruik."

Een andere mogelijke toepassing is neuromorphic computing, die tot doel heeft elektronische componenten te gebruiken om de manier te reproduceren waarop neuronen in de hersenen informatie verwerken. "De eigenschappen van een memristor op een bepaald moment hangen af ​​van wat er eerder is gebeurd, " legt Jennifer Rupp uit. "Dit bootst het gedrag van neuronen na, die pas informatie verzenden zodra een bepaalde activeringsdrempel is bereikt."

voornamelijk, de onderzoekers van ETH Zürich hebben de werking van de component tot in detail gekarakteriseerd door elektrochemische studies uit te voeren. "We waren in staat om de dragers van elektrische lading te identificeren en hun relatie met de drie stabiele staten te begrijpen, " legt de onderzoeker uit. "Dit is uiterst belangrijke kennis voor de materiaalwetenschap die nuttig zal zijn bij het verfijnen van de manier waarop de opslag werkt en bij het verbeteren van de efficiëntie."

Het vierde onderdeel

Het principe van de memristor werd voor het eerst beschreven in 1971, als de vierde basiscomponent van elektronische schakelingen (naast weerstanden, condensatoren en spoelen). Sinds de jaren 2000, onderzoekers hebben gesuggereerd dat bepaalde soorten resistief geheugen als memristors kunnen werken.