A számítógép többé nem felejt

A számítógépek hamarosan másodpercek alatt elindulhatnak, a mikrohullámú sütő megjegyzi magának, hogy melyik ételt mennyi ideig kell melegítenie. Minden elektronikus dolog gyorsabban és egyszerűbben működhet egy új építőelemnek köszönhetően; ennek neve Memristor, és már 37 évvel ezelőtt megjósolták, hogy elkészül.

A mai számítógépek mindent elfelejtenek, ami az adott pillanatban történt velük, ha lekapcsolják őket. Amennyiben ismét áramhoz jutnak, időre van szükségük a betöltéshez, vagyis ahhoz, hogy lehívják az adatokat a mágneses tárolóból. Ennek hamarosan vége, a komputerek többé nem felejtenek. Az amerikai Hewlett-Packard (HP) kutatóközpontjának a munkatársai Stanley Williams vezetésével kifejlesztették azt az alkatrészt, amely mindezt lehetővé teszi. Az úgynevezett Memristor – az angol memory és resistor szóból alkotott kifejezés szó szerinti jelentése: emlékezet-ellenállás – megalkotását 1971-ben az ugyancsak amerikai Berkeley egyetem kutatója, Leon Chua megjósolta matematikai számításai alapján. Kifejtette, hogy a kapcsolásokban lévő három ismert, kétpólusú alkotóelem – a hagyományos ellenállás, a kondenzátor és az induktor (ezek passzívan vezetik az áramot) – mellett lennie kell még egy negyediknek is. Ez az elem ugyancsak passzív, de kapcsolatot teremt az „áramfolyam” és a töltés között.

A tudósoknak most sikerült létrehozniuk a megjósolt alkatrészt, amelynek segítségével belátható időn belül tudnak építeni azonnal induló számítógépeket, energiahatékony és miniatűr PC-csipeket, de analóg számológépeket is, amelyek az emberi agy mintája alapján dolgoznak. A Memristor abban különbözik a többi áramköri elemtől, hogy memóriája van – ha lekapcsoljuk az áramot, „emlékszik” arra, hogy milyen erős volt a rajta átfolyó áram, és továbbra is megtartja az ellenállását. Ezt a képességet a többi áramköri alapelem semmiféle kombinációjával nem lehet reprodukálni. A Memristor olyan, mint egy cső, amely a rajta áteresztett víz mennyiségétől és irányától függően változtatja a keresztmetszetét. Ezt még akkor is megőrzi, ha elzártuk a „csapot”. Amennyiben a vizet az egyik irányból folyatjuk, a cső keresztmetszete nő, ha a másik irányból, akkor szűkül.

A Memristor az áram erősségétől függően változtatja az ellenállását. A trükk az, hogy ha kikapcsolják az áramot, az információ nem vész el. Memristorok segítségével lényegesen leegyszerűsíthetők egyes kapcsolások, így az áramkörök fogyasztása csökkenthető, valamint olcsóbb lehet a gyártás. „Az elektronikában valami újat és mégis alapvető jelentőségűt felfedezni igen nagy meglepetés” – nyilatkozott Stanley Williams, aki kutatótársaival olyan modellt épített a laboratóriumban, amely két rétegben, rácsszerűen elhelyezett titán-dioxid nanocsövekből állt. A szilíciumhoz hasonlóan a titán-dioxid félvezető, és tiszta állapotban nagy ellenállású. Más anyagokkal szennyezve azonban vezetővé válik. A szenynyezők az áram folyásával egyező irányba sodródnak, ez a viselkedés egy tranzisztor esetében nemkívánatos, a Memristor viszont épp ettől működik. Ha egy vékony titán-dioxid-réteg egyik oldalára feszültséget adunk, a szennyezők az anyag belsejébe áramolnak, csökkentve az ellenállást, viszont a feszültséget a másik oldalra adva visszatérnek az eredeti helyükre, és a rezisztencia nő. VG

Williams szerint egy hibrid CMOS Memristor lapka már most is működik a HP Labs egyik laboratóriumában.

A Memristor létezését először leíró Chua úgy véli, a HP Labs munkája úttörő jelentőségű, már csak azért is, mert az összes elektronikai és villamosságtani könyvet újra kell írni miatta…

Williams szerint egy hibrid CMOS Memristor lapka már most is működik a HP Labs egyik laboratóriumában.

A Memristor létezését először leíró Chua úgy véli, a HP Labs munkája úttörő jelentőségű, már csak azért is, mert az összes elektronikai és villamosságtani könyvet újra kell írni miatta…-->