RISeT – Rete Informativa Scienza e Tecnologia
Mittente
IIC San Francisco - Ufficio Scientifico e Tecnologico
Titolo: DIMOSTRATA L’ESISTENZA DI UN QUARTO ELEMENTO FONDAMENTALE
PER I CIRCUITI INTEGRATI
Parole chiave
Memristor, circuiti integrati
Settori/sottosettori
2-11-18
Tipo di informazione
Risultato di ricerca
Redazione
Terenzio Scapolla
E-mail Tel./fax
[email protected] T 415 788 7142 F 415 788 6389
Testo
Un gruppo di ricercatori che opera presso HP Labs (Palo Alto, California), il
centro di ricerca della società Hewlett-Packard, ha dimostrato l’esistenza di un
quarto elemento fondamentale nei circuiti integrati che potrebbe rendere
possibile lo sviluppo di calcolatori molto più efficienti di quelli attuali, con
memorie in grado di trattenere informazioni anche dopo lo spegnimento.
Il memristor era stato ipotizzato nel 1971 in un lavoro di Leon Chua (EECS,
University of California, Berkeley). Secondo Chua, accanto a resistenza,
capacità e induttanza, era necessario inserire anche il memristor tra gli
elementi fondamentali di un circuito integrato, in quanto dotato di proprietà
non riproducibili con alcuna combinazione degli altri tre elementi.
Anche se erano stato osservati fenomeni associati, la dimostrazione
dell’esistenza del memristor è stata resa difficoltosa, in particolare, per il fatto
che i suoi effetti sono riscontrabili in modo evidente solo a livello di nanoscala.
I ricercatori sono stati in grado di identificare il comportamento e costruire un
circuito in grado di mostrarne la proprietà in quanto l’effetto è molto più
evidente, e diventa sempre più forte, al diminuire della dimensione delle
componenti impiegate.
Il memristor è stato costruito inserendo uno strato di ossido di titanio tra due
elettrodi metallici. I ricercatori hanno scoperto che il valore della resistenza
esercitata dipendeva dalla carica elettrica passata in precedenza attraverso il
memristor. Questa caratteristica dà al memristor la capacità di ricordare il
valore della carica transitata anche molto tempo dopo che lo stesso non è più
sottoposto a tensione. Il circuito può quindi essere costruito con una funzione
di memoria al suo interno.
Il gruppo guidato da Stan Williams (HP Fellow e direttore dell’ Information and
Quantum Systems Lab – IQSL), ha formulato un modello fisico del memristor e
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ha poi costruito un nanodispositivo che ne dimostra tutte le caratteristiche
necessarie alla sua definizione. Nel dispositivo il memristor ha uno spessore di
pochi atomi. Con la definizione di un modello matematico per la fisica del
memristor si rende possible lo sviluppo di circuiti integrati che utilizzano la sua
capacità che di trattenere informazione. Secondo Williams il risultato apre un
nuovo scenario sui metodi per la progettazione e il funzionamento dei chip.
Si potrebbe, ad esempio, sviluppare un nuovo tipo di memoria che dovrebbe
integrare, e poi sostituire, la memoria impiegata oggi (dynamic random access
memory, D-RAM). Quando si spegne il calcolatore la D-RAM non memorizza le
informazioni, e quindi è necessario ricaricare informazioni, prelevandole da un
disco magnetico su cui sono memorizzate, e consumare energia. I calcolatori
che impiegheranno memristor non richiederanno tale procedura, impiegando
meno potenza e migliorando l’affidabilità.
Williams ha fondato il laboratorio, che poi è divenuto IQSL, nel 1995, per
studiare e realizzare architetture elettroniche in nanoscala. Uno degli obiettivi è
stato quello di portare il calcolo oltre i limiti fisici posti dai convenzionali chip di
silicio. Per decenni il miglioramento delle prestazioni è stato ottenuto
aumentando in modo esponenziale il numero di transistor in un singolo circuito.
La densità elevata ha aumentato i problemi legati alla generazione di calore e
alla presenza di difetti. Anziché aumentare il numero dei transistors, si
potranno costruire circuiti ibridi efficaci con meno transistors ma con l’aggiunta
di memristors.
Sito web
http://www.hpl.hp.com/news/2008/apr-jun/memristor.html
Fonte
HP Labs
Data
2 Maggio 2008
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