憶子
憶阻器(名稱為存儲器和電阻)是一種非易失性的電子存儲器設備,是由Leon Ong Chua在1971年首次理論為電阻,電容器和電感器之後的第四個基本兩端電路元件(電路理論上的IEEE交易那“忘記電路元素缺失電路元素”)。
其特殊性質是其電阻可以編程(電阻函數),隨後保持存儲(內存功能)。與當今現代電子產品中存在的其他記憶不同,即使設備失去動力,憶阻器也穩定,並記住它們的狀態。
然而,它隻是近40年後的第一個實用裝置製造。這是2008年,當時惠普研究實驗室的斯坦利威廉姆斯領導的一組人士意識到,在金屬氧化物薄膜裝置中的導電和較少的導電狀態之間的轉換顯示萊昂Chua的憶阻器行為。在這裏,R. Stanley威廉姆斯為我們提供了一個快速的白板討論設備如何運作方式:
從那時起,該領域迅速發展,該地區已經有大量的工作。最近在Memitristor設備中實現了非常高的耐力(120億循環)和保留(10年或更長時間)(自然納米技術那“帶有6納米半間距和2nm關鍵尺寸”的映射器橫杆陣列“)和超高密度交叉陣列,包括多層堆疊,已經實現了下降到2-10納米的可伸縮性。
如今,大多數計算機使用隨機存取存儲器(RAM),這將在用戶工作時非常快地移動,但如果電源丟失,則不會保留未保存的數據。另一方麵,閃存驅動器,當它們沒有供電但工作較慢時存儲信息。憶鏡可以提供一個世界上最好的內存:快速可靠。
憶耳有幾個有吸引力的功能,使他們對計算機科學家的引人注目:它們需要更少的能量來運行,並且比目前的固態存儲技術更快,並且它們可以將至少兩倍的數據存儲在同一區域中的兩倍。椎間盤幾乎免受輻射,可以破壞基於晶體管的技術。此外,存儲器可以使電腦能夠像燈開關一樣打開和關閉。
儲存器的製作
與具有固定電阻的電阻器不同,憶阻器具有電壓依賴性電阻,這意味著材料的電性能是鍵。憶阻材料必須具有可逆地隨電壓變換的電阻。椎間盤結構非常簡單 - 通常隻是兩個金屬電極之間的二氧化鈦製成的薄膜。
科學家們已經能夠展示各種材料,如金屬氧化物,硫屬元素化物,非晶矽,碳和聚合物 - 納米顆粒複合材料表現出憶子現象。
他們甚至證明了天然生物材料如蛋白質可用於製造雙極膜納米型。
研究人員還證明了能力可逆地控製回憶錄的學習屬性通過光學裝置,即光。
憶阻器設備的高興趣也源於這些設備模擬生物突觸的存儲器和學習特性的事實。即設備的電阻值取決於流過其流過的電流的曆史。
神經形態計算
正在進行巨大的努力來利用神經形態計算應用中的憶阻器設備,現在可以合理地想象一種具有非常低功耗(非易失性),超快速性能和高密度的新一代人工智能器件的開發一體化。
計算機具有單獨的處理和內存存儲單元,而大腦使用神經元執行兩種功能。與數字計算計算機相比,這是神經網絡可以實現複雜計算的一個原因。
任何神經形態努力的關鍵組分之一 - 具有由生物神經係統啟發的物理架構的人工神經係統的設計 - 是人工突觸的設計。人腦含有比神經元更大的突觸 - 如果科學家希望將神經形態電路朝向人腦水平縮放神經形態電路,則需要開發納米級,低功率,突觸狀設備。
憶阻器類似於人腦中的突觸,因為它具有相同的開關特性,即它能夠具有高水平的可塑性,以改變在轉移本身的影響下神經元之間的信號傳遞效率。這就是為什麼研究人員希望利用憶物來製造電子突觸的神經形態計算,以模仿人類腦中學習和計算的一些方麵。
神經科學家認為,突觸之間的競爭和合作行為非常重要。研究人員已經製作了丟棄器件,允許它們實現一個固態係統中這些突觸行為的忠實模型。