Vznikne nová generace počítačů?

Výzkumné laboratoře Hewlett Packard v USA nedávno prokázaly existenci nového základního prvku elektronických obvodů – memristroru.

Objev stavebního prvku, nazvaného memristor, může vést k vytvoření energeticky výrazně efektivnějších počítačových systémů s paměťmi, které se nevymazávají, nevyžadují zdlouhavé spuštění systému a zpracovávají informace podobným způsobem jako lidský mozek

Spekulace před 37 letyO prvku se v minulosti hovořilo a spekulovalo pouze teoreticky jako o jednom ze základních „stavebních kamenů“ elektrotechnických obvodů. Ty jsme zatím znali pouze tři. Kondenzátor, odpor a cívku.

V roce 1971 navrhl Leon Chua, elektroinženýr z Kalifornské univerzity v Berkeley součástku, jejíž odpor by se měnil v závislosti na velikosti napětí a délce trvání jeho působení. V podstatě šlo o paměťový odpor, tedy odpor, který by si pamatoval velikost prošlého proudu, a to i po přerušení napájení.

Jedinečnou vlastností memristoru je tedy to, že uchovává historii informací, které jím prošly. Chuovy vize však byly považovány za pouhé spekulace a nikdo onen záhadný prvek nedokázal prokázat.

Bleskové spuštění počítačeJednou z oblastí uplatnění tohoto objevu je nový druh počítačové paměti, která by doplnila a časem i nahradila současné běžně používané paměti. Počítače, které používají konvenční paměti, zvané DRAM, nedokážou uchovat informace po přerušení napájení.

Po obnovení napájení počítače s pamětí DRAM musí proběhnout pomalý a energeticky náročný proces spuštění systému, kdy jsou data potřebná pro fungování systému načtena z magnetického disku. Počítač s pamětí na bázi memristoru by ovšem uchoval obsah paměti i po přerušení napájení, takže by nevyžadoval proces zavedení systému, což by ušetřilo energii i čas.

Nahradíme lidský mozek?Další oblastí uplatnění technologie memristorů může být vývoj počítačových systémů, které si pamatují a vybavují série událostí podobně, jako lidský mozek. Mohlo by to pomoci podstatně zdokonalit například současnou technologii rozpoznávání obličeje.

Bezpečnostní systémy pak snadněji rozpoznají komplexní soubor biometrických rysů člověka, oprávněného přistupovat k důvěrným informacím. A to není všechno. S pomocí memristorů se díky jejich věčné paměti, mohou počítače učit z dřívějších zkušeností.

To už je první krok k vytvoření skutečného umělého mozku.

Jak vypadá memristor?Funkční model memristoru se podařilo až nyní sestavit Stanley Williamsovi, expertu na fyzikální chemii z laboratoří HP.Ten sestrojil memristor z vrstvičky polovodiče na bázi oxidu titaničitého, uloženého mezi dvěma tenkými platinovými plátky.

Tady mu přišla na pomoc nanotechnologie, bez níž by bylo zcela nemožné sestrojit tak miniaturní součástku. Její tloušťka totiž dosahuje pouhých 5 nanometrů a je tedy 10tisíckrát tenčí než lidský vlas.

Odborníci přirovnávají objev memristoru k objevu tranzistoru, který znamenal v minulém století skutečný převrat v elektrotechnice.