Beheer

Infrastructuur
The Machine

13 vragen over de memristor

HPE The Machine © AG Connect,  Wijnand Westerveld
3 mei 2013

 

  1. Wat is een memristor?
    Een memristor is een weerstand met geheugenfunctie. De naam zegt het ook al: het is een combinatie van memory (geheugen) en resistor (weerstand). Het bestaan van de memristor werd in 1971 al voorspeld door professor Leon Chua van de University of California, Berkeley.
  2. Wat is daar zo bijzonder aan?
    In de elektronicawereld geldt de memristor als ‘missing component’ ofwel het ontbrekende component. Het gaat hierbij om passieve onderdelen, dus geen transistors. De elektronica kent drie passieve basiscomponenten, te weten de weerstand (R), de condensator (C) en de spoel (L). Elk daarvan is een link tussen twee van de vier basisgrootheden spanning (V), stroom (I), lading (Q) en elektrisch veld (Phi).
  3. Hoe werkt dat dan?
    Als er een spanning op een weerstand wordt gezet, gaat er een stroom doorheen lopen. Zet je een spanning op een condensator dan wordt lading opgebouwd. En loopt er stroom door een spoel, dan wekt deze een magnetisch veld op. Chua redeneerde, dat er – om redenen van symmetrie – een vierde component moest bestaan. Een onderdeel dat een link vormt tussen magneetveld en lading, net zoals een weerstand dat is tussen spanning en stroom.
    De hypothese van Chua komt, vrij vertaald, neer op een onderdeel dat een weerstand krijgt die afhankelijk is van de aangelegde spanning en de tijdsduur waarin die spanning aanwezig is.
  4. Is er geen eenvoudige vergelijking om dat gedrag uit te leggen?
    Ja, zie de memristor als een afvoerbuis van een wasbak. Zet je er een positieve spanning op, dan krimpt de buis. De weerstand voor weglopend water wordt groter. Wordt de spanning omgekeerd, dan dijt de buis uit en wordt de weerstand kleiner. Neem je de spanning weg, dan blijft de buis in die stand staan.
  5. Kun je die memristorfunctie niet bouwen met de andere ­componenten?
    Nee, dat gaat niet met alleen maar passieve componenten. “Daarom is de memristor een echt basisonderdeel”, schreef Leon Chua, professor electrical engineering in zijn dissertatie.
  6. Had Chua veel succes met zijn nieuwe component?
    Nee, want hij kon geen werkend exemplaar laten zien. Het bleef bij een theoretische verhandeling over de voorspelde werking van de memristor. De techniek kwam pas weer in de schijnwerpers te staan toen in HP Labs in 2008 de eerste echt werkende memristor werd gemaakt.
  7. Waarom moest het 37 jaar duren?
    Het postuleren van een mogelijk onderdeel is één ding, het daadwerkelijk bouwen is iets heel anders. Daar kunnen de wetenschappers van HP over meepraten. Wil een memristor zijn werk kunnen doen, dan mag het onderdeel bijvoorbeeld niet te groot zijn. “Het blijkt dat 5 nanometer de bovengrens is, iedere component die groter is fungeert als een gewone weerstand”, zo staat in een verslag van HP Labs uit 2008. Verder hebben de onderzoekers veel tijd besteed aan het vinden van de juiste materialen.
  8. Waar is een memristor van ­gemaakt?
    HP bouwt memristors als een sandwich, met in het midden een laagje titaniumdioxyde aan weerszijden bedekt met een dunne laag platina. De truc is, om er niet één te maken, maar een hele rits naast elkaar.
  9. We zijn nu weer vijf jaar verder, en nu?
    Volgens Martin Fink, senior vicepresident van HP Labs is de memristor inderdaad het laboratoriumstadium te boven. Het onderdeel kan op grote schaal worden geproduceerd, het is nu alleen nog zaak om de laatste plooitjes uit het productieproces weg te werken. Op een conferentie van HP Labs in de VS werd al een wafer met memristorchips getoond.
  10. Dus de eerste memristors komen dit jaar?
    HP wil de memristors niet als losse componenten leveren, maar als onderdeel van een werkend systeem. Bijvoorbeeld als vervanger voor een harde schijf en het werkgeheugen van een pc. Dat apparaat zal uiterst snel kunnen starten, er hoeft niet gewacht te worden voordat het OS van schijf is geladen.
  11. Maar dit jaar is dus wel haalbaar?
    “HP heeft geen officiële aankondiging gedaan op dit gebied. Er is ook geen echte roadmap. Als we nog zaken moeten aanpassen, kan de introductie ook in 2014 pas plaatsvinden”, zegt Stan Williams, Senior Fellow van HP en oprichter van de Quantum Science Research Group bij HP Labs.
  12. Doet HP het allemaal zelf?
    De ontwikkeling van de memristor is een ingewikkelde klus, waarvoor in 2010 de hulp van de Koreaanse chipfabrikant Hynix is ingeroepen. Aan die samenwerking is verder maar weinig ruchtbaarheid gegeven. “Je moet een broedende kip ook niet storen. Als we werkende systemen op basis van de memristor klaar hebben, komen we daarmee in de openbaarheid”, zegt Martin Fink.
  13. Wat hebben we eraan?
    Een pc met memristorgeheugen start heel snel op, omdat er niets van schijf hoeft te worden geladen. “Maar er is meer, als de accu van een laptop het begeeft, zijn nu alle gegevens verloren. Bij een memristor-laptop komt na het vervangen van de accu alles weer net zo op als het was voordat de spanning wegviel”, zegt Stan Williams van HP Labs.

 

 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Laat de klantenservice je terugbellen!