Universidad del Valle de Guatemala Facultad de IngenieríaDepartamento de las Ciencias de la ComputaciónCC3001 - Introducción a la Organización de Computadoras Marzo del 2009

“El Memristor”desarrollado por C. López Camey y H. Hurtarte

AntecedentesLos 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.

• 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

REFERENCIAS1 2008, 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

4 Memristor 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.

7 2008, Jamie Beckett, Demystifying the memristor, Hewlett Packard Labs, http://www.hpl.hp.com/news/2008/apr-jun/memristor.html

8 2006, Rahul Sarpenshkar, Brain Power, Borrowing from biology makes for low - power computing, http://www.spectrum.ieee.org/may06/3433