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Memristor

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  1. 1. Universidad del Valle de Guatemala Facultad de Ingeniería Departamento de las Ciencias de la Computación CC3001 - Introducción a la Organización de Computadoras Marzo del 2009 “El Memristor” desarrollado por C. López Camey y H. Hurtarte Antecedentes Los tres elementos fundamentales en los circuitos pasivos: 1 • Inductor • Capacitor • Resistor: Diseñado para introducir una resistencia entre dos puntos de un circuito. 2 Resistencia: Oposición que encuentra la corriente eléctrica para fluír.3 Introducción • En 1971, el ingeniero Leon Chua de Berkeley predijo la existencia de un cuarto elemento en los circuitos pasivos: una resistencia con memoria o memristor. • Leon Chua construyó uno con una combinación de resistores, capacitores, inductores y amplificadores pero no se sabía como construír un material con ésta propiedad, solo con relaciones matemáticas. • 37 años después, en 2008, un grupo de investigación de Hewlett Packard (HP) se dió cuenta que había construído uno. Qué es memristencia? Propiedad de un componente electrónico en donde: 4 • Si la carga fluye en una dirección, su resistencia aumenta • Si la carga fluye en dirección opuesta, su resistencia disminuye • Si se detiene el flujo de la carga (quitar voltaje), éste “recordará” éste último voltaje (cuando la carga vuelva) Memristor: • Cuarto elemento en los circuitos pasivos que tiene como propósito: expresar la propiedad de memristencia. Propiedades físicas • Hecho de Dióxido de Titano (TiO2) que es un semiconductor como el silicio. • Ya que el TiO2 es altamente resistible en su estado puro, se mezcla con dopantes5 para hacerlo muy conductible. Funcionamiento 6 • En el TiO2 los dopantes no se quedan estacionarios en un alto campo eléctrico; tienden a desviarse en la dirección de la corriente. Esto es lo que realmente hace al memristor funcionar.
  2. 2. • Cuando se pone un voltaje a través del semiconductor TiO2 con dopantes solo en un lado, éstos se muevan hacia el otro lado del semiconductor y la resistencia disminuye. Cuando corriente viaja hacia la otra dirección dirección, los dopantes regresan a su posición, incrementando la resistencia del TiO2. Aplicación 6 • Hasta ahora, HP sigue trabajando en manufacturar memristores de TiO2 y otros materiales; también está estudiando como integrar memristores y circuitos de silicio en un mismo chip. Hay mucho trabajo que hacer y explotar aún puesto que se espera la comercialización de dispositivos con memristores dentro de cuatro años. • Dispositivos que puedan emular sistemas neurales: • Sinápsis, las conexiones entre las neuronas, tienen algún comportamiento memristivo. 6 Esto se relaciona con la manera en que los humanos recuerdan y asocian patrones.7 • Principal y más próxima aplicación: circuitos lógicos de las computadoras y memeristores. 6 • Re-diseño de circuitos (también transistores) incluyendo menos componentes, haciendolo más barato y disminuyendo el consumo eléctrico. 4 • Producir dispositivos que computan en una forma no-Booleana. Abstraer la idea de la sinápsis para hacer Computación Análoga.8 • Sustituír discos duros (con la misma densidad de datos) y a las memorias RAM (con menos tiempos de acceso). 4 Memoria no volátil • “Una memoria basada en memristores podría ser 1000 veces más rápida que una basada en discos magneticos y gastando mucho menos energía” 8 REFERENCIAS 12008, Dmitri B. Strukov1, Gregory S. Snider1, Duncan R. Stewart1 & R. Stanley Williams, Nature, The missing memristor found, Página 1. 2 2009, Resistor, Wikipedia (en), http://en.wikipedia.org/wiki/Resistor 3 2009, Resistencia, Wikipedia (es), http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_eléctrica 4Memristor FAQ, Página web oficial de Hewlett Packard, http://www.hpl.hp.com/news/2008/apr-jun/ memristor_faq.html 5 2009, Doping Agent, Wikipedia (en), http://en.wikipedia.org/wiki/Dopant 6 2008, Sally Adee, The Mysterious Memristor, IEEE. 72008, Jamie Beckett, Demystifying the memristor, Hewlett Packard Labs, http://www.hpl.hp.com/news/ 2008/apr-jun/memristor.html 82006, Rahul Sarpenshkar, Brain Power, Borrowing from biology makes for low - power computing, http:// www.spectrum.ieee.org/may06/3433

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