Ik wil graag een nieuw fundamenteel electronische component vermelden dat mogelijk van zeer grote invloed gaat zijn op AI, de memristor. We hadden de spoel(inductie), condensator(capaciteit) en de weerstand,na 150 jaar is daar nu de memristor als 4e element bijgekomen.
Symbool van de memristor
Wat maakt nu de memristor nu zo bijzonder?
Het woord zegt het al. Het is een combinatie van geheugen en weerstand. Als de spanning boven de drempelspanning van een speciaal type halfgeleider junctie komt verplaatsen zich ionische ladingsdragers en veranderd de weerstand. Het proces is omkeerbaar dus de weerstand kan zowel verhoogt danwel verlaagt worden naar gelang de stoom door en polariteit over de junctie.
Tot nu toe bestond er geen component die zelfstandig over een geheugenfunctie beschikte. Er zijn altijd combinaties nodig van meerdere componenten zoals in ram-geheugen de combinatie condensator, weerstand en transistor. Dan nog zijn deze combinaties verre van ideaal. RAM geheugen is vluchtig en er is continu stroomverbruik vanwege de refresh. Flash is traag en zelfdestructief, het kan slecht een beperkt aantal malen herschreven worden. SRAM kost veel componenten, 5 a 6 transistors en meerdere weerstanden en ook daar is het geheugen weg als de spanning wegvalt. EEPROM is een combinatie van SRAM en een condensator die heel langzaam zijn lading(geheugen) verliest. Ook hierbij zijn er veel componenten nodig.
Een ideale memristor heeft:
Zeer hoge responstijden, afhankelijk van de migratiesnelheid van de ladingdragers.
Geen zelfdestructie bij herhaalt herschrijven.
Verliest nooit zijn geheugen.
Een ideale memristor bestaat echter niet maar in hoevere wordt die benaderd in de praktijk?
Wat de responstijden betreft zit er nogal een verschil in het schrijven en uitlezen. Bij het schrijven moeten ionische ladingdragers zich verplaatsen en daarbij blijkt het om cm tot meters per seconde te gaan. Dan nog hebben we het over een mogelijk haalbaar nanoseconden bereik. Het uitlezen gaat via de gebruikelijke ladingsdragers, gaten en elektronen en overstijgt het nanoseconden bereik.
Zelfdestructie bij herschrijven treed op vanwege het gebruik van ionische ladingsdragers zoals ook bij Flash. Het effect kan hier echter veel verder teruggebracht worden, miljoenen tot miljarden herschijvingen lijken tot de mogelijkheden te behoren.
Wat het geheugen betreft zijn er inderdaad substraten die in de praktijk niet merkbaar aan geheugen verliezen. Huidige modellen tonen aan dat ze alle huidige gebruikellijke vormen van geheugen ver overstijgt. Dit omdat de energie die nodig is om de ionische ladingdragers terug te verplaatsen te hoog is om spontaan plaats te vinden.
Wat zijn de voordelen van een memristor?
Het is permanent geheugen.
Laag energieverbruik, zowel bij schrijven als lezen.
Hoge leessnelheid, geen waitstates zoals bij RAM.
Is zowel digitaal als analoog toepasbaar.
Weinig componenten nodig.
Een neurale synaps met zeer hoge resolutie is te vervaardigen met slechts 1 transistor en een memristor gekoppeld aan de basisterminal ipv de huidige tientallen transistoren, weerstanden en condensators.
Nadelen:
Het is een nano fenomeen en dus hebben we het over nanometerschaal componenten dientengevolge zijn de stuur en leesstromen zeer gering. Verwacht dus niet te snel dat je een memristor kan kopen in de electronica winkel. Op termijn zal het waarschijnlijk in de vorm van IC's zoals microcontrollers geimplementeerd worden en verkrijgbaar zijn.
WikiMemristorRecente lezingen memristor[ Bericht 0% gewijzigd door Digi2 op 20-03-2010 12:27:25 ]
Geld maakt meer kapot dan je lief is.
Het zijn sterke ruggen die vrijheid en weelde kunnen dragen