Blíží se revoluce v počítačovém průmyslu? Vědci sestrojili součástku budoucnosti

aktualizováno 
V učebnicích elektrotechniky se můžete dočíst o třech základních prvcích každého elektrického obvodu - odporu, kondenzátoru a cívce. Díky úsilí vývojářů z Hewlett-Packard k nim nyní přibyl čtvrtý element - memristor (memory resistor), který by měl v blízké budoucnosti výrazně ovlivnit další rozvoj výpočetní techniky.
Memristor přinese revoluci v elektrotechnice

Memristor přinese revoluci v elektrotechnice | foto: Profimedia.cz

Objev memristoru by mohl znamenat skutečný převrat v elektrotechnice, podobný revoluci, kterou v minulém století odstartoval vynález tranzistoru.

V budoucnu by mohl například výrazně urychlit dnes zdlouhavé bootování počítačů. Výzkumníci z HP jdou ve svých úvahách ještě dále. Domnívají se, že memristorová technologie by mohla vést ke konstrukci počítačů, schopných učení a samostatného rozhodování, pracujících podobně jako lidský mozek. Zde se nabízí využití zejména v systémech rozpoznávání tváří a jiných biometrických údajů.

O existenci memristoru se spekulovalo dlouho, konkrétně od roku 1971, kdy s jeho koncepcí přišel Leon Chua, elektroinženýr z Kalifornské univerzity v Berkeley. Snil o součástce, jejíž odpor by se měnil v závislosti na velikosti napětí a délce trvání jeho působení (myšleno napětí). V podstatě šlo o paměťový odpor, tedy odpor, který si pamatoval velikost prošlého proudu, a to i po přerušení napájení.

Memristor pod mikroskopem
Memristory pod mikroskopem - tvořeny 17 nanodráty z platiny. Každý drát je široký 50 nanometrů (150 atomů).

Zapadlý vynález

Jeho výrobu si ale tehdy nikdo nedokázal ani představit, nanotechnologie byly ještě v plenkách (k dosažení požadovaného účinku se působením napětí musí přeskupit jednotlivé atomy zařízení), a tak myšlenka memristoru opět upadla v zapomnění.

Situace se radikálně změnila poté, co se problému začal věnovat Stanley Williams, expert na fyzikální chemii z laboratoří HP. Shromáždil tým odborníků z nejrůznějších oborů, od fyziků až po počítačové architekty, se kterým se mu nakonec podařilo sestavit funkční model memristoru, čímž potvrdil původní Chuovu teorii. Ten se nad Williamsovým úspěchem jenom rozplýval. „Byl jsem nadšen, nikdy jsem si nemyslel, že bych se toho mohl ještě dožít,“ přiznává dojatě na serveru časopisu Nature.

Nanotechnologie v praxi

Williams sestrojil memristor z vrstvičky polovodiče (oxid titaničitý, TiO2) napěchované mezi dva tenké kovové (platinové) plátky. Na těchto materiálech není nic zvláštního, jenže vtip je v tom, že tlouštka celého dílu nepřesahuje 5 nanometrů (je tedy 10tisíckrát tenčí než lidský vlas). To je velmi důležité, neboť požadovaná funkce memristoru se začíná projevovat teprve na škálách nanometrů, při větších rozměrech by se memristor choval jako obyčejný odpor (R=U/I).

Objev memristoru by mohl znamenat skutečný převrat v elektrotechnice, podobný revoluci, kterou v minulém století odstartoval vynález tranzistoru. „Tím se před námi otevírají zcela nové možnosti, jak čipy navrhovat a využívat,“ tvrdí Williams.

Počítače budou rychlejší

Zdá se, že memristor čeká velká budoucnost. Především ve vývoji nového druhu počítačových pamětí, memristory v sobě totiž spojují přednosti volatilních (DRAM) i nevolatilních (např. Flash) pamětí – měly by být dostatečně rychlé, přičemž informace by se v nich uchovávala i po vypnutí napájení, čímž by například odpadlo nepříjemné zdlouhavé bootování počítačů. A to vše s poměrně značnými energetickými úsporami.

Memristorová technologie by mohla vést ke konstrukci počítačů, schopných učení a samostatného rozhodování, pracujících podobně jako lidský mozek. Zde se nabízí využití zejména v systémech rozpoznávání tváří a jiných biometrických údajů. Protože Stanley Williams práci na architektuře hybridních čipů, ve kterých jsou vedle tranzistorů také memristory, loni zdárně dokončil, máme se jistě na co těšit.

Zdroje:  www.nature.com, www.hpl.hp.com

Autor:
 

Nejčtenější

Jednosměrná letenka na rudou planetu se odkládá. Mars One krachuje

Ilustrace základny na Marsu, jak si ji představují v organizaci Mars One...

Firma Mars One, která slibovala soukromý let na Mars už v roce 2024, zkrachovala. Plány dostat na Mars lidské obyvatele...

Tančík pro vnuka poručíka Grubera. Němci ho nasadili i proti Tálibánu

Lehké obrněné vozidlo Wiesel s 20mm kanonem

V množině bojových vozidel Bundeswehru nalezneme s trochou štěstí i malé, ale o to více zajímavé tančíky Wiesel. Do...

Poslední Hitlerovy narozeniny nestály za nic. Supertanků se nedočkal

3D model stíhače tanků Jagdpanther, přezbrojeného na kanón ráže 128 mm tak, jak...

Na podzim 1944 se třetí říše hroutí a německé zbrojovky se snaží o nemožné. Hledají recept na zázračné zbraně,...

Kapitán nedosáhl na pedály. Začátek proudové éry přinesl zvláštní nehody

B-707 N7071  Braniff

Nová technika není vždy nutně bezpečnější. Dokládá to vývoj v letectví na přelomu 50. a 60. let. Piloti se s novými...

Severní magnetický pól se vydal na cesty. Co když doputuje až na jih?

Posun severního magnetického pólu

Naši planetu čeká přehození magnetických pólů. Nebude to zřejmě brzy, proč k tomu ovšem vůbec dojde a co může změna...

Další z rubriky

Hity z veletrhu elektroniky CES: uspělo umělé maso i inteligence

Rozstřel k veletrhu CES

Největší veletrh spotřební elektroniky CES 2019 v Las Vegas přinesl řadu překvapivých novinek nejen z oblasti...

Asus se chlubí nejmenším notebookem se samostatnou grafikou

Čtrnáctipalcový Asus ZenBook v rukou slovenské marketingové manažerky.

Asus u notebooků pro rok 2019 sází na jedné straně na tenký design včetně rámečků kolem displeje a na druhé se chlubí...

Do hospody daleko? Kapslový pivovar od LG pivo uvaří i načepuje

Vypadá trochu jako pákový kávovar, nalévá se do něj voda a vkládají kapsle, ale...

Vypadá trochu jako pákový kávovar, nalévá se do něj voda a vkládají kapsle, ale teče z něj pivo. Domácí pivovar LG Home...

Kde doma tečou peníze? 5 tipů, které vám ušetří tisíce korun
Kde doma tečou peníze? 5 tipů, které vám ušetří tisíce korun

Proč u vás doma nefungují všechny univerzální rady, jak ušetřit? Protože každá rodina funguje jinak! Zaměřte se na to, co opravdu potřebujete, a podle toho postupně utáhněte kohoutek na správném místě. V rozpočtu se pak najde i pár stovek navíc.

Najdete na iDNES.cz