У MIT придумали найкращий в світі мемристор

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту створили те, що вони назвали «мозок на кристалі». На шматочку кремнію розмірами менше конфетті помістилися десятки тисяч штучних синапсів мозку — мемристоров. «Мозок на кристалі» запам’ятав і багаторазово відтворив монохромне зображення щита Капітана Америка. Чи то ще буде!

Але перш трохи історії. Широко про мемрістор заговорили в 2010 році, коли компанія HP заявила про можливість випускати масиви пам’яті на мемрістор промисловим способом. Раніше мемристор вважався гіпотетично можливим четвертим електротехнічним елементом на додаток до конденсатору, резистори і котушці індуктивності.

Фактично мемристор — це резистор з електронним чином керованим і навіть оборотним опором. Ще простіше — це резистивная пам’ять. В якомусь сенсі пам’ять 3D XPoint компанії Intel — це теж мемристор. Це ми до того, що мемристор не є чимось винятковим. Зазвичай це два електроди, один з яких найчастіше складається зі срібла, між якими укладено шар аморфного кремнію. При подачі напруги на електроди між ними встановлюється проводить струм канал (відбувається насичення іонами). Зняття напруги не знижує насиченість каналу іонами, що веде до ефекту пам’яті. І таких станів може бути безліч, а не два, як 0 або 1 в разі звичайних транзисторів.

У MIT заявили, що існуючі моделі мемристоров недостатньо ефективні для роботи з малими напругами (струмами). Це означає, що є проблеми з масштабуванням технології. Тим часом, мемристор зручно використовувати в якості штучного синапсу. Він може передавати дані від одного штучного нейрона до іншого і запам’ятовує не тільки сам факт передачі даних (служить пам’яттю в двійковій системі), але також передає широкий діапазон значень сигналу, для чого в класичній схемотехніці знадобилося б кілька транзисторів.

Дослідники з MIT підібрали альтернативу популярному серед розробників мемристоров сріблу. Замість чистого срібла запропоновано використовувати сплав міді та срібла. Мідь легко «чіпляється» до кремнієвої підкладці і дає можливість вловлювати навіть найслабший потік іонів срібла від одного електрода осередку мемрістора до іншого. Проведені досліди з масивом з десятків тисяч штучних синапсів на шматочку кремнію зі сторонами 1 мм показали, що мемристори запам’ятовують і можуть багаторазово і з більшою чіткістю відтворювати зображення, які на них записуються. Це відкриває шлях до кишенькової електроніці з зачатками інтелекту, що нагадує людський.