Η έννοια του μιμητικού ή θεωρία memristor υλοποιήθηκε από τον Leon Ong Chua. Είναι καθηγητής στα τμήματα των επιστημών υπολογιστών και της ηλεκτρολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Η απόδοση του διακόπτη memristor αποκαλύφθηκε από τους επιστήμονες του εργαστηρίου της HP ενώ προσπαθούσαν να ανακαλύψουν τους διακόπτες διασταύρωσης. Τα memristors είναι επίσης γνωστά ως διακόπτες matrix επειδή χρησιμοποιείται κυρίως για τη σύνδεση πολλών εισόδων καθώς και εξόδων με τη μορφή ενός πίνακα. Ο καθηγητής Leon Chua είχε παρατηρήσει τα μοντέλα του πυκνωτής, αντίσταση & επαγωγέας . Και παρατήρησε ένα κομμάτι που λείπει το οποίο ονομάζεται μνήμη ή αντίσταση μνήμης. Η πρακτική αναπαράσταση αυτής της αντίστασης μνήμης επεκτάθηκε το 2006 από τον επιστήμονα Stanley Williams. Αυτή η τεχνολογία ανακαλύφθηκε πριν από μερικές δεκαετίες, αν και δημιουργήθηκε τα τελευταία χρόνια.
Τι είναι οι μνήμες;
Το ξέρουμε όλα ηλεκτρονικό κύκλωμα μπορεί να σχεδιαστεί με τη χρήση πολλών παθητικών εξαρτημάτων, δηλαδή αντιστάσεων, πυκνωτών, καθώς και επαγωγέων, αλλά θα υπάρχει ένα βασικό τέταρτο εξάρτημα που ονομάζεται memristor. Αυτά είναι χρησιμοποιούνται ημιαγωγοί για τη σύνδεση παθητικών συστατικών για να σχηματίσουν ένα τέταρτο συστατικό, και η αντίσταση ονομάζεται ως μνήμη. Είναι μια αντίσταση που εξαρτάται από τη φόρτιση κυκλώματα memristor & η μονάδα αντίστασης είναι ωμ.
Μνήμη
Η πλήρης μορφή του memristor είναι μνήμη + αντίσταση. Αυτό ονομάζεται λοιπόν το τέταρτο βασικό στοιχείο. Το κύριο χαρακτηριστικό του memristor είναι, έχει την ικανότητα να θυμάται την ιστορία της κατάστασής του. Συνεπώς, αυξάνοντας τη σημασία της βελτίωσής της, αυτά είναι πολύ σημαντικά ότι θα ήταν υποχρεωτικό να αναδιατυπωθούν τα υπάρχοντα βιβλία στην ηλεκτρονική μηχανική.
Κατασκευή Memristor
Η κατασκευή του memristor φαίνεται παρακάτω. Είναι ένα συστατικό δύο τερματικών και το memristor λειτουργεί είναι, η αντίστασή του έγκειται κυρίως στο μέγεθος, την εφαρμοζόμενη τάση και την πολικότητα. Δεδομένου ότι η τάση δεν εφαρμόζεται, τότε η αντίσταση απομένει, και αυτό το καθιστά ως μη γραμμικό στοιχείο και στοιχείο μνήμης.
Κατασκευή Memristor
Το παραπάνω απεικονιζόμενο διάγραμμα είναι η κατασκευή memristor. Το memristor χρησιμοποιεί διοξείδιο τιτανίου (TiO2) σαν ένα ανθεκτικό υλικό. Λειτουργεί ανώτερα από άλλα είδη υλικών όπως το διοξείδιο του πυριτίου. Όταν η τάση δίνεται στα ηλεκτρόδια πλατίνας τότε τα άτομα Tio2 θα εξαπλωθούν δεξιά ή αριστερά στο υλικό με βάση την πολικότητα τάσης που καθιστά λεπτότερη ή παχύτερη, επομένως δίνει μια μεταμόρφωση στην αντίσταση.
Τύποι Memristor
Τα Memristors κατηγοριοποιούνται σε πολλούς τύπους με βάση το σχεδιασμό και μια επισκόπηση αυτών των τύπων συζητείται παρακάτω.
- Μοριακοί και ιόντες λεπτές ταινίες
- Spin και Magnetic Memristors
Τύποι Memristors
Μοριακοί και ιωνικοί λεπτές ταινίες
Αυτοί οι τύποι αναμνήσεων εξαρτώνται συχνά από ανόμοιες ιδιότητες του υλικού για τα ατομικά δίκτυα ελαφρού φιλμ που εμφανίζουν υστέρηση χαμηλώνοντας την εφαρμογή φόρτισης. Αυτά τα memristors ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
Διοξείδιο τιτανίου
Αυτός ο τύπος memristor ανακαλύπτεται γενικά τόσο για σχεδιασμό όσο και για μοντελοποίηση
Πολυμερές / Ιωνικό
Αυτοί οι τύποι memristors χρησιμοποιούν υλικό τύπου πολυμερούς ή ενεργό νάρκωση αδρανών ηλεκτρικών υλικών. Οι φορείς ιονικού φορτίου στερεάς κατάστασης θα ρέουν σε ολόκληρη τη δομή των memristors.
Συντονιστική δίοδος συντονισμού
Αυτά τα memristors χρησιμοποιούν ιδιαίτερα ενισχυμένες διόδους κβαντικής προσαρμογής των στρωμάτων διάσπασης μεταξύ των περιοχών πηγών καθώς και αποστράγγισης.
Μαγγανίτης
Αυτός ο τύπος memristor χρησιμοποιεί ένα υπόστρωμα φιλμ διπλής στιβάδας-οξειδίου ανάλογα με το μαγγάνιο, αντίστροφα προς το TiO2-memristor.
Memristors με βάση Spin & Magnetic
Αυτοί οι τύποι memristors είναι αντίστροφα σε μόρια και ιοντικά συστήματα νανοδομής. Αυτά τα memristors θα εξαρτηθούν από τον βαθμό στην ιδιότητα ηλεκτρονικής περιστροφής. Σε αυτό το είδος συστήματος, το ηλεκτρονικό τμήμα περιστροφής ανταποκρίνεται. Αυτά κατηγοριοποιούνται σε 2 τύπους.
Σπιντρονικός
Σε αυτόν τον τύπο memristor, ο τρόπος περιστροφής των ηλεκτρονίων θα αλλάξει την κατάσταση μαγνητισμού της συσκευής που μεταβάλλει ανάλογα την αντίστασή της.
Μεταφορά ροπής περιστροφής
Σε αυτόν τον τύπο memristor, η σχετική θέση μαγνητισμού των ηλεκτροδίων θα επηρεάσει τη μαγνητική κατάσταση διασταύρωσης της σήραγγας η οποία περιστρέφεται μεταβάλλει την αντίσταση.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Memristor
Τα πλεονεκτήματα του memristor περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα.
- Οι μνήμες είναι πολύ άνετες με τις διεπαφές του CMOS και, δεν χρησιμοποιούν δύναμη όταν είναι ανενεργά.
- Καταναλώνει λιγότερη ενέργεια για την παραγωγή λιγότερης θερμότητας.
- Έχει πολύ υψηλή αποθήκευση καθώς και ταχύτητα.
- Έχει τη δυνατότητα να απομνημονεύει τη ροή φόρτισης σε ένα σύνολο χρονικών περιόδων.
- Όταν η τροφοδοσία διακόπτεται στα κέντρα δεδομένων, τότε παρέχει καλύτερη ανθεκτικότητα και αξιοπιστία.
- Ταχύτερες εκκινήσεις
- Δυνατότητα αποκατάστασης τόσο των σκληρών δίσκων όσο και του DRAM
Τα μειονεκτήματα του memristor περιλαμβάνουν κυρίως τα ακόλουθα.
- Αυτά δεν είναι διαθέσιμα στο εμπόριο
- Η ταχύτητα των υφιστάμενων εκδόσεων απλώς στο 1/10 από το DRAM
- Έχει τη δυνατότητα να μάθει, αλλά μπορεί επίσης να μελετήσει τα λανθασμένα μοτίβα στο άνοιγμα.
- Η απόδοση και η ταχύτητα των memristors δεν θα ταιριάζει με τα τρανζίστορ και το DRAM
- Δεδομένου ότι όλες οι πληροφορίες στον υπολογιστή μετατρέπονται σε μη πτητικές, οπότε η επανεκκίνηση δεν θα επιλύσει κανένα πρόβλημα, διότι οι συχνές φορές μπορούν με το DRAM.
Εφαρμογές Memristor
- Αυτό είναι ένα στοιχείο δύο τερματικών και μεταβλητής αντίστασης, το οποίο χρησιμοποιείται στις ακόλουθες εφαρμογές.
- Τα Memristors χρησιμοποιούνται στην ψηφιακή μνήμη, λογικά κυκλώματα , βιολογικά και νευρομορφικά συστήματα.
- Τα Memristors χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία υπολογιστών καθώς και στην ψηφιακή μνήμη
- Τα Memristors χρησιμοποιούνται σε νευρωνικά δίκτυα καθώς και σε αναλογικά ηλεκτρονικά.
- Αυτά ισχύουν για εφαρμογές αναλογικών φίλτρων
- Εφαρμογές τηλεπισκόπησης και χαμηλής ισχύος.
- Τα Memristors χρησιμοποιούνται στην Προγραμματιζόμενη Λογική & Επεξεργασία σήματος
- Έχουν τη δική τους ικανότητα να αποθηκεύουν αναλογικά και ψηφιακά δεδομένα με μια εύκολη και αποτελεσματική μέθοδο.
Επομένως, στο μέλλον, αυτά μπορούν να εφαρμοστούν για να εκτελέσουν ψηφιακή λογική με τις επιπτώσεις στη θέση της Πύλη NAND . Παρόλο που υπάρχει ένας αριθμός memristors που έχουν σχεδιαστεί, ωστόσο, υπάρχουν μερικά ακόμη για να είναι τέλεια. Επομένως, αυτό είναι όλο memristor και τα είδη του . Από τις παραπάνω πληροφορίες επιτέλους, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ένα memristor μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση των δεδομένων, λόγω του ότι η ηλεκτρική αντίστασή της διαφέρει όταν εφαρμόζεται ρεύμα. ΕΝΑ κανονική αντίσταση δίνει ένα σταθερό επίπεδο αντίστασης. Αλλά ένα memristor έχει αντίσταση σε υψηλό επίπεδο, το οποίο μπορεί να γίνει κατανοητό ως υπολογιστή ως ένα από άποψη δεδομένων, καθώς και ένα χαμηλό επίπεδο, μπορεί να γίνει κατανοητό ως μηδέν. Επομένως, οι πληροφορίες μπορούν να ξαναγραφούν με τον τρέχοντα έλεγχο. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία του memristor;
