憶阻器可進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算
日期：2010-05-06 07:40:26
美國(guó)惠普公司科學(xué)家4月8日在《自然》（Nature）雜志上撰文表示，他們?cè)趹涀杵鳎╩emristor）設(shè)計(jì)上取得重大突破，發(fā)現(xiàn)憶阻器可進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算，用于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)應(yīng)用。科學(xué)家認(rèn)為，公眾將在3年內(nèi)看到憶阻器電路，其或許可取代目前似乎已經(jīng)處于“窮途末路”的硅晶體管，最終改變整個(gè)電腦行業(yè)。
目前，最先進(jìn)的晶體管的大小為30納米到40納米，比一個(gè)生物病毒還小（一個(gè)生物病毒約為100納米），惠普納米技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的資深專(zhuān)家斯坦·威廉姆斯表示，惠普現(xiàn)正著手研究3納米級(jí)的憶阻器，開(kāi)、關(guān)的時(shí)間只需要十億分之一秒。
他表示，3年內(nèi)，該公司生產(chǎn)的基于憶阻器的閃存，1平方厘米將可以存儲(chǔ)20G字節(jié)，這項(xiàng)技術(shù)有望成為低功耗計(jì)算機(jī)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展的里程碑。
憶阻器是一種有記憶功能的非線(xiàn)性電阻器，1971年由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的電子工程師蔡少棠教授首次提出，但當(dāng)時(shí)還沒(méi)有納米技術(shù)，他的發(fā)現(xiàn)因此被擱淺。
直到2008年5月，惠普科學(xué)家在《自然》（Nature）雜志撰文指出，他們終于成功研制出世界首個(gè)憶阻器。通過(guò)向其施加方向、大小不同的電壓，可以改變其阻值。如果利用其不同阻值代表數(shù)字信號(hào)，在半導(dǎo)體電路中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也大有前途。
憶阻器不同于電容器、電感器和電阻器這3種基本電路元件的地方是，憶阻器在關(guān)掉電源后，仍能記憶通過(guò)的電荷。這意味著，如果突然停機(jī)，然后重新啟動(dòng)，用戶(hù)關(guān)機(jī)之前打開(kāi)的所有應(yīng)用程序和文件仍在屏幕上。目前，這種用途還不能被任何電阻器、電容器和電感器的電路組合所復(fù)制，因此，有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，憶阻器是電子工程領(lǐng)域第4種基本電路元件。
研究人員去年在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上撰文指出，他們?cè)O(shè)計(jì)出了一種新方法，可以從三維憶阻器陣列中存儲(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)。新方案可讓設(shè)計(jì)人員以類(lèi)似搭建摩天大樓的方式堆疊成千上萬(wàn)個(gè)憶阻器，創(chuàng)造出逼近極限的超致密計(jì)算設(shè)備。
威廉姆斯稱(chēng)，2008年到現(xiàn)在，其團(tuán)隊(duì)一直在提升憶阻器的開(kāi)關(guān)速度，研究人員在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試證明，它們能夠可靠地進(jìn)行成千上萬(wàn)次讀寫(xiě)。
此外，憶阻器也不同于IBM、英特爾等公司研發(fā)的新型存儲(chǔ)芯片相變存儲(chǔ)器（PCM），PCM利用材料的可逆轉(zhuǎn)的相變來(lái)存儲(chǔ)信息。同一物質(zhì)可在諸如固體、液體、氣體、冷凝物和等離子體等狀態(tài)下存在，這些狀態(tài)都稱(chēng)為相。相變存儲(chǔ)器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異進(jìn)行工作的。惠普公司表示，PCM的開(kāi)關(guān)速度比較慢，可能需要更多的能量。
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