Mõiste memristika ehk memristori teooria viis ellu Leon Ong Chua. Ta on California ülikooli arvutiteaduste ja elektrotehnika osakondade professor. Memristori lüliti toimivust näitasid HP labori teadlased, kui nad üritasid ristlüliteid avastada. Memristoreid tuntakse ka maatrikslülititena, kuna neid kasutatakse peamiselt nii mitme sisendi kui ka maatriksi kujul väljundite ühendamiseks. Leon Chua professor oli jälginud nende mudeleid kondensaator, takisti ja induktiivpool . Ja ta jälgis puuduvat osa, mida nimetatakse memristoriks või mälutakistiks. Selle mälutakisti praktilist esindatust laiendas 2006. aastal teadlane Stanley Williams. See tehnoloogia avastati rohkem kui paar aastakümmet tagasi, ehkki see sai hiljuti meigitud.
Mis on memristorid?
Me teame, et iga elektrooniline vooluahel saab konstrueerida mitme passiivkomponendi abil, nimelt takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid, kuid on olemas oluline neljas komponent, mida nimetatakse memristoriks. Need on kasutatud pooljuhid passiivsete komponentide ühendamiseks neljanda komponendi moodustamiseks ja vastupanu nimetatakse memristantsiks. See on takistus, mis sõltub laengust memristori vooluringid & takistuse mõõtühik on oomi.
Memristor
Memristori täielik vorm on mälu + takisti. Nii et seda nimetatakse neljandaks põhielemendiks. Memristori peamine omadus on see, et see suudab meenutada oma riigiajalugu. Seetõttu on selle täiustamise olulisuse tõstmine väga oluline, et oleks kohustuslik olemasolevad elektroonikatehnika raamatud ümber sõnastada.
Memristori ehitamine
Memristori ehitus on näidatud allpool. See on kahe terminali komponent ja memristor töötab see tähendab, et selle takistus seisneb peamiselt suuruses, rakendatud pinges ja polaarsuses. Kuna pinget ei rakendata, jääb vastupanu järele ja see muudab selle mittelineaarse ja mälukomponendina.
Memristori ehitamine
Ülaltoodud diagramm on memristori konstruktsioon. Memristor kasutab titaandioksiidi (TiO2) nagu takistuslikku materjali. See töötab paremini kui muud tüüpi materjalid, näiteks ränidioksiid. Kui pinge antakse üle plaatinaelektroodide, levivad Tio2 aatomid materjalis paremale või vasakule, lähtudes pinge polaarsusest, mis muutub õhemaks või paksemaks, andes seetõttu takistuse muutuse.
Memristori tüübid
Memoristid on disaini põhjal jaotatud paljudesse tüüpidesse ja nende tüüpide ülevaadet käsitletakse allpool.
- Molekulaarsed ja ioonsed õhukesed filmimemoristid
- Pöörlevad ja magnetilised mälestused
Mälestajate tüübid
Molekulaarsed ja ioonsed õhukesed filmimemoristid
Seda tüüpi memristorid sõltuvad sageli materjali erinevatest omadustest kergete kile aatomivõrkude puhul, millel on hüsterees, mis vähendab laengut. Need memristorid on jagatud nelja tüüpi, mis hõlmavad järgmist.
Titaan dioksiid
Seda tüüpi memristor avastatakse üldiselt nii planeerimise kui ka modelleerimise jaoks
Polümeersed / ioonsed
Seda tüüpi memristorid kasutavad polümeerset materjali või inertsete elektriliste materjalide aktiivset lisamist. Tahkis-ioonsed laengukandjad voolavad kogu memristori struktuuris.
Resonantne tunnelidiood
Need memristorid kasutavad allikate piirkondade vahel eriti äravoolu tekitavaid murdekihtide kvant-sobivaid dioode ja ka äravoolu.
Manganiit
Seda tüüpi memristor kasutab TiO2-memristori vastupidi manganiidist sõltuvat kahekihilist oksiidkile substraati.
Spinn- ja magnetpõhised mälestusmärgid
Seda tüüpi memristorid on vastupidised molekulipõhistele ja ioonsetele nanostruktuurisüsteemidele. Need memristorid sõltuvad elektroonilise spin-omaduse määrast. Sellises süsteemis on elektrooniline spinnijaotus reageeriv. Need on jaotatud kahte tüüpi.
Spintronic
Seda tüüpi memristori korral muudab spin-elektronide viis seadme magnetiseerumise olekut, mis vastavalt muudab selle takistust.
Pöördemomendi ülekanne
Seda tüüpi memristori korral mõjutab elektroodide suhteline magnetiseerumise asukoht tunneli ristmiku magnetilist olekut, mis pööramisel muudab takistust.
Memristori eelised ja puudused
Memristori eelised hõlmavad peamiselt järgmist.
- Memristorid on liidesega väga mugavad CMOS Ja nad ei kasuta energiat mitteaktiivsena.
- Vähema soojuse saamiseks kulutab see vähem energiat.
- Sellel on nii suur salvestusruum kui ka kiirus.
- Sellel on võimalus laengu voog teatud aja jooksul meelde jätta.
- Kui andmekeskustes on vool häiritud, tagab see parema vastupidavuse ja usaldusväärsuse.
- Kiirem käivitamine
- Võimeline taastama nii kõvakettaid kui ka DRAM-i
Memristori puudused hõlmavad peamiselt järgmist.
- Need pole kaubanduslikult saadaval
- Olemasolevate versioonide kiirus lihtsalt 1/10-s kui DRAM
- Sellel on võime õppida, kuid ta võib uurida ka avas eksinud mustreid.
- Memristorite jõudlus ja kiirus ei ühti transistoride ja DRAM-iga
- Kuna kogu arvutis olev teave muutub püsimatuseks, ei lahenda taaskäivitamine ühtegi probleemi, sest DRAM-iga võib see sageli esineda.
Memristori rakendused
- See on kahe terminali ja muutuva takistusega komponent, mida kasutatakse järgmistes rakendustes.
- Memristoreid kasutatakse digitaalses mälus, loogikalülitused , bioloogilised ja neuromorfsed süsteemid.
- Memristoreid kasutatakse nii arvutitehnikas kui ka digitaalses mälus
- Memristoreid kasutatakse nii närvivõrkudes kui ka analoogelektroonikas.
- Need on rakendatavad analoogfiltrirakenduste jaoks
- Kaugseire ja väikese energiatarbega rakendused.
- Memristoreid kasutatakse programmeeritavas loogikas ja Signaali töötlemine
- Neil on oma võimalus salvestada analoog- ja digitaalandmeid nii lihtsas kui ka energiatõhusas meetodis.
Seetõttu saab neid tulevikus rakendada digitaalse loogika teostamiseks, viidates selle asemel NAND värav . Ehkki on välja töötatud mitmeid memristoreid, on täiuslikkuseks veel mõned. Seega on see kõik memristor ja selle tüübid . Ülaltoodud teabe põhjal võime lõpuks järeldada, et memristorit saab andmete salvestamiseks kasutada, kuna selle elektritakistuse tase on voolu rakendamisel erinev. A tavaline takisti annab pideva vastupanu. Kuid memristoril on kõrgel tasemel takistus, mida võib mõista nii arvutina kui ühest andmete poolest, aga ka madalast - nullist. Seetõttu saab teavet praeguse juhtimisega ümber kirjutada. Siin on teile küsimus, mis on memristori põhiülesanne?
