Исследователям удалось улучшить модель резистора с эффектом памяти

МОСКВА, 7 апреля. /ТАСС/. Ученые из России и зарубежных стран разработали новую, более точную математическую модель, описывающую поведение и работу мемристоров, резисторов с эффектом памяти. Этот подход позволит ученым создать более стабильные версии этих устройств, пригодные для создания нейроподобных вычислительных устройств, сообщила в пятницу пресс-служба Национального центра физики и математики (НЦФМ).

"Нами разработана новая модель мемристора, которая не только учитывает его основные физические свойства, но и корректно воспроизводит его флуктуационные характеристики. Это чрезвычайно важно, так как стохастичность является существенной особенностью мемристивных элементов", - пояснил научный сотрудник Университета Лобачевского (ННГУ) Николай Агудов, чьи слова приводит пресс-служба НЦФМ.

Мемристоры представляют собой резисторы с эффектом памяти. Они отличаются от обычных резисторов тем, что сопротивление мемристора зависит от того, как до этого через него проходил ток. Благодаря этому мемристор обладает "памятью" и способностью менять записанные в нем данные, что сближает его по свойствам с нервными окончаниями.

В этом отношении мемристоры отличаются от простейшей дискретной логики в современных компьютерах, чьи элементарные ячейки памяти и вычислительные модули могут воспринимать и обрабатывать только нули и единицы. В противоположность этому, нейроны мозга человека и похожие на них мемристоры могут одновременно хранить информацию и обрабатывать ее, воспринимая множество разнородных аналоговых сигналов.

Новая модель мемристоров

Как отмечают Агудов и его коллеги, одной из главных проблем при разработке мемристоров и устройств на их базе, является то, что свойства мемристоров заметным образом меняются в процессе их работы, между циклами включения и выключения. Ученые давно пытаются понять, почему это происходит и каким образом можно управлять подобными процессами.

Российские ученые и их зарубежные коллеги сделали большой шаг к решению этой проблемы, объединив и систематизировав результаты большого числа недавних экспериментов и теоретических расчетов, нацеленных на изучение флуктуаций в свойствах мемристоров и анализ возможных причин появления этих сдвигов в физических свойствах резисторов.

Исследователи использовали эти данные для создания уточненной модели мемристора, которая учитывает существование вариаций в электрических свойствах этих устройств и позволяет просчитывать и предугадывать то, как происходят некоторые из подобных изменений в характеристиках резисторов после нескольких циклов переключений их состояния.

По словам Агудова, создание таких моделей критически важно для того, чтобы мемристоры можно было использовать в качестве элементов логических цепочек и интегральных схем, проектируемых при помощи автоматизированных компьютерных систем (САПР). Это ускорит внедрение подобных вычислительных приборов в производственную практику, подытожили ученые.