Mikroskop-bilde av en memristor. (Bilde: HP)

«Memristor» kan erstatte CPU

HP lar minnebrikkene utføre beregningene.

HP beviste i 2008 at et fjerde, passivt kretselement, som fram til da bare hadde eksistert i en hypotese, faktisk lot seg lage. Dette elementet kalles «memristor» og ble først beskrevet av forskeren Leon Chua ved University of California Berkeley i 1971.

- Siden våre hjerner er laget av memristorer, er damlukene nå åpne for kommersialisering av datamaskiner som kan beregne som menneskehjerner, som er totalt forskjellige fra von Neumann-arkitekturen alle digitale datamaskiner bygger på, skrev Chua den gang.

Ordet memristor er en forkortelse av «memory+resistor», og elementet har en egenskap som ikke kan gjenskapes av de øvrige, passive kretselementene (motstanden, kondensatoren og induksjonsspolen), nemlig å huske motstand.

Det er umiddelbart klart at en slik egenskap kan brukes til å lagre data, som huskes uten at det tilføres strøm.

Siden 2008 har HP forsket videre på teknologien og har i en nylig publisert artikkel i Nature demonstrert at memristorer også kan kan brukes i forbindelse med logiske operasjoner, nærmere bestemt subjunksjon (IMP), som er en fundamental operasjon innen boolsk logikk.

Det skal være mulig å bygge en logisk IMP-port ved å ved å kombinere to memristorer med en vanlig motstand. Dersom man legger til ytterligere en memrisitor, som fungerer som en usann-operasjon, har man et komplett sett med logiske operasjoner.

Dette blir likevel først interessant når det på et eller annet vis har fordeler i forhold til metoder basert på for eksempel transistorer. Ifølge Stanley Williams, direktør for HPs Information and Quantum Systems Lab, har memristorer nettopp slike fordeler, ikke minst når det gjelder størrelsen. Det forteller han til NYTimes.com.

I video nedenfor forteller Williams om hvordan memristoren laget og hvordan den fungerer.

Mens dagens transistorteknologi sjelden har detaljstørrelser som enn 30 til 40 nanometer, har HP fungerende memristorer i dag som er 3 nanometer store og som kan skifte tilstand i løpet av et nanosekund - altså en milliarddel av et sekund. Hastigheten har tidligere vært en utfordring, men nå begynner den å komme opp i samme skala som transistorer. Memristorene skal likevel være raskere enn teknologiene som ligger til grunn for flashminne.

HP mener at på sikt vil man kunne komme så langt at de logiske beregningene vil bli gjort i de brikkene hvor dataene befinner seg, i stedet for å spesialiserte, sentrale prosesseringsenheter (CPU).

Foreløpig ser det ut til at HP i første omgang vil fokusere på å bruke memristorer i forbindelse med lagring alene. Memristoren skal nemlig kunne stables i høyden og kunne gi lagringsenheter med svært høy lagringstetthet. Laboratorietester har vist at memristorene i alle fall kan lese og skrives til flere hundre tusen ganger.

Memristorene skal også være så godt som immune mot stråling.

Williams sier til NYTimes.com at HP kan ha en konkurrent til flashminne klar om tre år som med en kapasitet på 20 gigabyte per kvadratcentimeter. digi.no er dog litt usikre på om dette tallet er korrekt, da for eksempel MicroSD-kort allerede kan lagre 32 gigabyte på mindre areal enn dette, og mye kan skje på tre år i denne bransjen.

- Ikke bare mener vi at vi i løpet av tre år kan være bedre enn konkurrentene. Memristorteknologien har virkelig muligheten til å fortsette å skalere i svært lang tid, og det er virkelig viktig, sier Williams.

- Vi mener at dette er minst en faktor på to bedre lagring enn flashminne vil kunne ha innen den tidsrammen.

    Les også:

Til toppen