MForum.ru
22.05.2022,
Полупроводниковый компонент, который может хранить не только крайние состояния 0 или 1, но также и промежуточные. Сопротивление мемристора меняется в зависимости от количества заряда, который прошел через него. Закрывается мемристор при смене полярности, а высокое напряжение его открывает.
На основе мемристоров можно создавать память. В отличие от флэш памяти, она переключается в 1000 раз быстрее, то есть близка по данному показателю к оперативной. Кроме того, она энергонезависима.
Ведутся поиски материалов для создания мемристорной памяти. Один из вариантов - на гибкую пленку наносят фторированный графен, обрабатывают его ионами ксенона, формируя квантовые точки. В перспективе это может позволить создавать гибкую электронику.
Новости
2025.07.13 В Китае придумали более эффективную систему сортировки данных с использованием мемристоров.
Авторы исследования из Института ИИ Пекинского университета и Китайского института исследований мозгла создали прототип на основе мемристоров, демонстрирующий эффективность поиска маршрута и нейросетевой вывод. Было показано повышение скорости и энергоэффективности в сравнении с традиционными методами сортировки. Соответствующее исследование опубликовано в рецензируемом журнале Nature Electronics. Об этом рассказывает SCMP.
Современные вычислительные системы основаны на архитектуре фон Неймана, в рамках которой хранение и обработка данных разделены. Этой архитектуре присуще «слабое место» - ограниченная скорость передачи данных между основной памятью и процессором.
Переход к мемристорной реализации позволяет выполнять обработку данных непосредственно в памяти, поскольку мемристор способен запоминать величину прошедшего через него электрического заряда, что делает его сопротивление, зависящим от информации о зарядах.
Отказ от архитектуры фон Неймана в пользу мемристоров позволяет исключить из алгоритма блоки сравнения, мемристоры при этом позволяют вести итеративную сортировку, находя минимальные или максимальные значения без необходимости сравнить каждую пару чисел.
В рамках исследования была создана «аппаратно-программная система без сравнения», на основе матрицы мемристоров и управляющего ПК. Эксперимент показал улучшения по сравнению с традиционными подходами при решении задачи поиска кратчайшего пути между станциями пекинского метро.
Пропускная способность системы выросла в 7.7 раз относительно традиционных систем сортировки, энергоэффективность – более, чем в 160 раз. Система также позволяет в 32 раза уменьшить эффективность использования площади кристалла при прочих равных.
Исследователи заявляют, что разработанная система сортировки в памяти может пригодиться в широком спектре приложений, включая интеллектуальную сортировку фотографий дорожного движения и оценку финансовых рисков.
2022.06 Облучив фторированный графен на гибкой подложке ионами ксенона, ученые создали проводящие квантовые точки в матрице изолятора. Такие структуры можно использовать для создания мемристоров - элементов памяти, которые можно применять, например, для создания гибких датчиков для носимой электроники, включая медицинские применения./ VK
--
Подписывайтесь на Telegram-канал, посвященный микроэлектронике
--
© Алексей Бойко,
Публикации по теме:
13.07. [Новости компаний] Микроэлектроника: В Китае придумали более эффективную систему сортировки данных с использованием мемристоров / MForum.ru
21.02. [Краткие новости] Микроэлектроника / MForum.ru
[Микроэлектроника. Мемристоры и нейроморфные компьютеры]
Исследование ученых ЛЭТИ позволит повысить эффективность проектирования нейроморфных компьютеров
2022.07.01 пресс-релиз ЛЭТИ через MForum.ru. В ЛЭТИ модифицировали модель одной из наиболее распространенных в мире серийных версий мемристора – элемента компонентной базы для вычислительных устройств, действующих на новых физических принципах.
Сегодня нейросетевые алгоритмы практически достигли предела по эффективности в возможностях обучения вычислительных устройств выполнять самостоятельные действия. Поэтому исследовательские группы по всему миру ведут исследования и разработки новых типов систем искусственного интеллекта.
В этой сфере в последние годы наиболее перспективным направлением являются нейроморфные вычисления, которые используют архитектуры нейронных сетей: по аналогии с биологическими нервными клетками мозга — нейронами. Они способны обмениваться информацией с тысячами других нейронов, а также одновременно и хранить, и обрабатывать информацию.
В теории применение таких технологий позволит создать новый класс вычислительных устройств, обладающих высоким быстродействием и низкими энергозатратами. На деле же, для создания подобных компьютеров требуется разработка эффективной методологии проектирования устройств, соответствующей компонентной базы, математических моделей и программного обеспечения.
«Мы уточнили по ряду параметров математическую модель для серийно производящегося мемристора - это наноразмерный электрический элемент, который используется при создании нейроморфных систем. Уже существующая модель описывала поведение устройства только в общих чертах, что сказывалось на точности проектирования, а значит в дальнейшем это могло повлиять на адекватность работы действующего на основе мемристоров устройства», – рассказывает ассистент кафедры САПР СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник Молодежного НИИ Валерий Островский.
Для проведения исследований ученые в лаборатории перспективной электроники и сенсорики произвели более сотни измерений различных характеристик (вольт-амперные характеристики, эффект квантования проводимости и проч.) мемристора. На основании собранных данных в исходную модель было предложено добавить хаотический генератор для воспроизведения межциклической вариативности резистивных переключений, связанной с реорганизацией проводящего канала внутри исследуемого устройства. Вторая модификация заключалась в точной настройке модели в соответствии со структурными и частотными характеристиками порогов переключения мемристора при малых токах, нацеленной на долговечное и энергоэффективное применение элемента.
Используемый в экспериментах электрический элемент серийно производится в США. Устройство представляет собой многослойную гетероструктуру на основе халькогенидного стекла с примесью вольфрама в активном слое: (<W/Ge2Se3/Ag/Ge2Se3/SnSe/Ge2Se3/Ge2Se3+W/Ge2Se3/W>).
«Ключевая задача нашего исследования состоит в том, чтобы связать воедино физические образцы мемристоров, моделей и созданных на их основе прототипов вычислительных устройств, причем так, чтобы все они работали. И математические модели в данном случае выступают “мостиком” на пути к созданию нейроморфных компьютеров будущего. Потому что гораздо проще и дешевле отработать все необходимые аспекты функционирования таких систем с помощью моделей, чем создавать множество физических прототипов, не все из которых гарантированно будут работоспособны», – поясняет Валерий Островский.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале
25.07. [Новинки] Анонсы: Realme 15 с АКБ 7000 мАч и быстрой зарядкой 80 Вт представлен официально / MForum.ru
25.07. [Новинки] Анонсы: Realme 15 Pro с Snapdragon 7 Gen 4 и тремя 50 Мп камерами представлен официально / MForum.ru
25.07. [Новинки] Анонсы: Honor Pad X7 с Android 15 представлен официально / MForum.ru
24.07. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi 15C 5G / MForum.ru
24.07. [Новинки] Анонсы: Realme Narzo 80 Lite 4G представлен официально / MForum.ru
23.07. [Новинки] Слухи: Vivo V60 могут анонсировать 12 августа / MForum.ru
23.07. [Новинки] Слухи: Redmi Turbo 5 может получить Dimensity 8500 Ultra / MForum.ru
22.07. [Новинки] Анонсы: Oppo K13 Turbo и K13 Turbo Pro с активным охлаждением представлены официально / MForum.ru
22.07. [Новинки] Слухи: Раскрыты подробности о Redmi Note 15 Pro + / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Samsung Galaxy F36 5G появился в Индии / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Vivo Y50 5G и Y50m 5G представлены официально / MForum.ru
21.07. [Новинки] Анонсы: Realme Buds T200 представлены официально / MForum.ru
18.07. [Новинки] Слухи: Tecno работает над Phantom Ultimate G Fold / MForum.ru
17.07. [Новинки] Анонсы: Wiko Enjoy 80 Pro с HarmonyOS представлен официально / MForum.ru
17.07. [Новинки] Анонсы: Honor X70 представлен официально / MForum.ru
16.07. [Новинки] Анонсы: Игровой планшет Honor Pad GT2 Pro представлен официально / MForum.ru
15.07. [Новинки] Слухи: Oppo K13 Turbo и K13 Turbo Pro готовятся к анонсу / MForum.ru
15.07. [Новинки] Анонсы: Lenovo Yoga Tab Plus с AI-функциями представлен в Индии / MForum.ru
15.07. [Новинки] Слухи: Samsung Galaxy S25 FE будет поддерживать зарядку 45 Вт / MForum.ru
14.07. [Новинки] Анонсы: Vivo Y19s GT 5G представлен официально / MForum.ru