Хьюлет-Паккард (Hewlett-Packard) объявили о создании четвертого ключевого электрического элемента, что должно стать самым важным открытием в этой области физики за последнее десятилетие. Помимо существующих резисторов, конденсаторов и индукторов HP Labs подтвердили разработку мемристоров, создание которых ранее считалось возможным лишь в теории. Они получили свое название в результате комбинации «memory» и «resistor». Описание работающей физической и математической модели компонента были представлены в журнале Nature 31 апреля 2008 г. четырьмя исследователями во главе со Стэнли Р. Уильямсом (Stanley R. Williams).
Этот четвертый элемент способен позволить компьютерам никогда «не забывать», функционировать с меньшим энергопотреблением, принцип работы при этом приближается к таковому мозга человека. На воплощение этого плода научной фантастики потребовалось 37 лет напряженной работы. Ученые создали мемристоры посредством пересечения 17 платиновых нанопроводов с проводами из другого материала с нанесением тонкого слоя диоксида титана в местах соприкосновения. Каждый провод представляет собой отдельный мемристор, при этом имеет толщину 50 нм (около 150 атомов). Мемристоры способны «помнить» даже при отключении питания.
Впервые они были упомянуты в работах Леона Чуа (Leon Chua), известного работника факультета электроинжиниринга и компьютерных наук Калифорнийского университета (Electrical Engineering and Computer Sciences Department of the University of California) в Беркли. В его публикациях упоминается, что новый компонент – это фундаментальный четвертый элемент электроники, обладающий уникальными свойствами, которых лишены три предшествовавшие.
Благодаря знаниям в области наноэлектроники Уильямсу (Williams) удалось реализовать идею Чуа (Chua) спустя почти 40 лет. Сам создатель не ожидал, что открытие будет столь значимым прорывом в электрофизике и позволит в перспективе значительно усовершенствовать компьютеры.
Изобретение способно превратить память с динамичным случайным доступом (DRAM) в непотребство. В настоящее время компьютеры хранят данные в DRAM, но только в промежутке между их записью с и на магнитные диски винчестеров, флеш-память и прочие энергонезависимые носители. Кроме того DRAM загружается с жесткого диска и при запуске компьютера, а этот процесс как потребляет энергию, так и затрачивает время, замедляя компьютер и увеличивая выделение тепла. В то время как мемристор не нуждается в загрузке данных с ПЗУ, ведь информация в нем будет «располагаться» точно так, как и была оставлена перед отключением компьютера, исключая необходимость использования винчестера, разве что только в качестве средства резервного хранения данных.
С развитием cloud computing, предполагающего использование приложений, выполняемых за счет ресурсов интернет появление такого устройства весьма своевременно и ценно, так как использование ресурсов дата-центров требует большего количества RAM и соответственно энергопотребления – экспоненциально. Новый элемент значительно снизит потребность в питании и тем самым стоимость систем, повысит надежность защиты данных пользователей и существенно уменьшит время загрузки.
Для центров хранения данных всегда существовала угроза отключения энергии и в результате — потери данных. Мемристоры исключат эту проблему: данные сохранятся после подобных эксцессов. К тому же такой тип памяти даст возможность постоянного обучения и адаптирования систем, наподобие мозга человека, что позволит использовать их для распознавания лиц, для создания систем безопасности, работающих на основе биометрических данных.
