Un memristor (din limba engleză memorie - memorie, iar în engleză rezistor - rezistență electrică) este un element electric pasiv, un dispozitiv cu două terminale în microelectronică, capabil să-și modifice rezistența în funcție de sarcina electrică care curge prin el (integrala curentului în timp). ).
Poate fi descrisă ca o rețea cu două terminale cu o caracteristică curent-tensiune neliniară cu histerezis [1] .
Teoria memristorului a fost dezvoltată în 1971 de profesorul Leon Chua(Cai Shaotang în transcrierea chineză [2] ). Stabilește relația dintre integralele de timp ale curentului care curge prin element și tensiunea de pe acesta. Multă vreme, memristorul a fost considerat un obiect teoretic care nu poate fi construit. .
Cu toate acestea, o probă de laborator a unui element de memorie care demonstrează unele proprietăți ale unui memristor [3] [4] a fost creată în 2008 de o echipă de oameni de știință condusă de R. S. Williams la Laboratorul de Cercetare Hewlett-Packard [5] [6] [7] [8] .
Spre deosebire de modelul teoretic, dispozitivul rezultat nu stochează sarcina ca un condensator și nici nu reține fluxul magnetic ca un inductor . Funcționarea dispozitivului (modificarea rezistenței sale - comutare rezistivă, - și alte proprietăți [4] ) este asigurată prin transformări chimice într-o peliculă subțire (5 nm ) cu două straturi de dioxid de titan . Unul dintre straturile filmului este ușor sărăcit în oxigen , iar locurile libere de oxigen migrează între straturi sub acțiunea unei tensiuni electrice aplicate dispozitivului . Această implementare a memristorului ar trebui să fie atribuită clasei de dispozitive nanoionice .
Fenomenul de histerezis observat în memristor face posibilă utilizarea acestuia ca o celulă de memorie ( RRAM ). Ipotetic, memristoarele ar putea înlocui tranzistorii în anumite aplicații particulare.
Teoretic, elementele de stocare memristor ar putea fi mai compacte și mai rapide decât memoria flash modernă . De asemenea, blocurile din ele pot înlocui RAM . Caracteristica memristoarelor de a „aminti” încărcarea poate refuza ulterior să pornească sistemul computerului: ultima sa stare va fi stocată în memoria computerului, care este oprită de la sursa de alimentare. Cu ajutorul software-ului, computerul se va putea porni și va începe să lucreze acolo unde a rămas când a fost oprit.
Potrivit Hynix și Hewlett-Packard , tehnologia este gata de producție. Inițial, a fost raportat că unitățile bazate pe memristor vor fi lansate în 2013 [9] , dar apoi lansarea a fost amânată pentru 2014 [10] [11] .
În 2014, HP a publicat proiectul de supercomputer The Machine , care intenționează să folosească linii de comunicație prin fibră optică și memorie bazată pe memristor [12] . Un prototip funcțional al dispozitivului a fost demonstrat la sfârșitul anului 2016, comercializarea tehnologiei era așteptată până în 2018 sau 2019 [13] . Până acum se lucrează în această direcție.
Memristoarele pot fi folosite pentru mai mult decât pentru stocarea datelor. Astfel, M. Di Ventra și Yu. V. Pershin au propus conceptul de calculatoare în care informațiile sunt stocate și procesate de același dispozitiv fizic bazat pe memristori [14] [15] .
Se are în vedere posibilitatea utilizării memristorilor ca sinapse artificiale (module de greutate) ale neuroprocesoarelor și rețelelor neuronale artificiale . Comportamentul memristorului seamănă cu munca unei sinapse biologice - cu cât semnalul de intrare este mai intens, cu atât este mai mare lățimea de bandă a sinapsei („greutatea” semnalului). În special, rețelele neuronale bazate pe memristori pot fi antrenate conform regulilor locale biosimilare, cum ar fi STDP [16] . Această soluție va simplifica foarte mult proiectarea neuroprocesorului și va reduce costul acestuia, deoarece este foarte potrivită pentru producția pe liniile tehnologice existente pentru producția de microcircuite. Cu toate acestea, (2021) principala problemă a dispozitivelor memristor rămâne nerezolvată - reproductibilitatea lor (atât de la o instanță la alta, cât și de la ciclu la ciclu de comutare de stare).