Połączyli memrystor z układem CMOS

Naukowcy z laboratorium HP połączyli memrystor z tradycyjnym układem scalonym. Udowodnili w ten sposób, że nowy komponent może współpracować ze współczesną technologią, a to oznacza, iż wkrótce układy z memrystorami mogą trafić na rynek.

To bardzo dobra wiadomość dla producentów procesorów, którzy szukają sposobów na ciągłe zwiększanie wydajności tych układów. W ciągu najbliższych lat możemy dojść do granicy, poza którą nie będzie możliwe produkowanie coraz mniejszych podzespołów. Już wcześniej udowodniono, że dzięki memrystorom będzie można tworzyć mniejsze, energooszczędne układy, gdyż memrystor może zastępować tranzystory.

Memrystor to rodzaj opornika z pamięcią. Potrafi on zmieniać oporność w zależności od wartości i kierunku przyłożonego napięcia i, co bardzo ważne, zapamiętuje oporność po odłączeniu zasilania.

Każdy memrystor może zastąpić od 7 do 12 tranzystorów - mówi Stan Williams, jeden z twórców memrystora. Jako, że potrafi on zapamiętać ostatnią wartość, jest znacznie bardziej energooszczędny od tranzystorów, które muszą być bez przerwy odświeżane nowymi dawkami energii elektrycznej.

Williams, który kieruje badaniami nad memrystorami, wraz z zespołem umieścili 10 000 memrystorów na standardowym układzie CMOS. Specjaliści mówią, że największym wyzwaniem było samo umieszczenie memrystorów na miejscu, gdyż powierzchnia układów CMOS nie jest równa, a odchylenia rzędu 1/10000 milimetra mogłyby okazać się zbyt duże.

Zastosowana macierz memrystorów została zbudowana z 200 krzyżujących się przewodów, które utworzyły siatkę z 10 000 połączeń. W każdym punkcie, gdzie przewody się krzyżowały, umieszczono pomiędzy nimi warstwę dwutlenku tytanu. Dzięki temu punkty skrzyżowań stały się memrystorami. Macierz połączono miedzianymi kablami z leżącym poniżej układem scalonym. Memrystor mógł przejąć część zadań układu CMOS. W ten sposób zwiększono jego wydajność bez konieczności zwiększania liczby tranzystorów, co pociągnęłoby za sobą konieczność użycia mniejszych tranzystorów, by większa ich liczba zmieściła się na takiej samej powierzchni. Co więcej, jak zauważył Williams, użycie memrystora spowodowało, że kość została wzbogacona o właściwości układu FPGA, czyli takiego, który można na bieżąco konfigurować w zależności od potrzeb.

Uczeni zauważają, że konieczne jest jeszcze zwiększenie wydajności hybryd memrystor-CMOS, jednak ich pojawienie się zapowiada zmiany w całym przemyśle półprzewodnikowym.

memrystor CMOS układ scalony tranzystor procesor HP