Η ικανότητά μας να συσσωρεύουμε περισσότερους από αυτούς τους διακόπτες ανά τσιπ, κάτι που είναι γνωστό ως νόμος του Moore, προσεγγίζει σήμερα τα φυσικά όρια. Μια νέα νανοτεχνολογία που ονομάζεται memristor παρουσιάζει μια ελπιδοφόρα λύση ενάντια σε αυτή τη συμφόρηση.
Για περισσότερο από επτά δεκαετίες οι ηλεκτρονικές τεχνολογίες προσπαθούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των σύγχρονων κοινωνιών για αξιόπιστη, έξυπνη και προσιτή επεξεργασία δεδομένων.
Αυτό έχει επιτευχθεί κυρίως χάρη στα ολοκληρωμένα κυκλώματα που περιλαμβάνουν τεράστιους αριθμούς διακοπτών (τρανζίστορς) οι οποίοι λειτουργούν σε δύο καταστάσεις: είτε μπλοκάρουν (‘0’) είτε επιτρέπουν (‘1’) στο ρεύμα να ρέει. Για παράδειγμα, η αφθονία της λειτουργικότητας στα smartphones τροφοδοτείται από προηγμένες τεχνολογίες που περιέχουν κατά μέσο όρο πάνω από 5 δισεκατομμύρια τρανζίστορ.
Η ικανότητά μας να συσσωρεύουμε περισσότερους από αυτούς τους διακόπτες ανά τσιπ, κάτι που είναι γνωστό ως νόμος του Moore, προσεγγίζει σήμερα τα φυσικά όρια.
Μια νέα νανοτεχνολογία που ονομάζεται memristor παρουσιάζει μια ελπιδοφόρα λύση ενάντια σε αυτή τη συμφόρηση.
Η δυνατότητα κατασκευής των memristor διατυπώθηκε ως θεωρία για πρώτη φορά το 1971 από τον καθηγητή Λίον Τσούα του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϊ, αλλά μόλις το 2008 η Hewlett-Packard απέδειξε την ύπαρξή τους πειραματικά.
Τα memristor έχουν στον πυρήνα τους ένα λεπτό λειτουργικό στρώμα οξειδίου του οποίου η αντίσταση μπορεί να αναδιαμορφωθεί δυναμικά για να επιτρέψει την απομνημόνευση περισσότερων των δύο καταστάσεων, δικαιολογώντας το όνομά τους, καθώς ο όρος memristor μεταφράζεται ως «μνημονική αντίσταση».
Έχουν στην ουσία την ικανότητα ταυτόχρονης επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων, σε αντίθεση με τα τρανζίστορ, τα οποία απαιτούν χρόνο και ενέργεια για την ανάκληση δεδομένων από το σκληρό δίσκο, την επεξεργασία τους και την επαναποθήκευσή τους.
Μια νέα ανακάλυψη στον τομέα αυτό από την ομάδα του Έλληνα καθηγητή νανοτεχνολογίας Θέμη Προδρομάκη στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον έρχεται να ταράξει το χώρο της μικροηλεκτρονικής. Η κατά βάση ελληνική ερευνητική ομάδα του κατάφερε να ενισχύσει τη χωρητικότητα δεδομένων των νανοσυσκευών memristor σε επίπεδα που δεν έχουν προηγούμενο, φέρνοντας ακόμα πιο κοντά μία νέα πανίσχυρη γενιά ηλεκτρονικών επεξεργαστών με πολλαπλές χρήσεις.
Ο καθηγητής Προδρομάκης δήλωσε ότι πρόκειται για μία ανακάλυψη που γεννά μεγάλες προσδοκίες: «Έως το 2020 αναμένεται να υπάρχουν πάνω από 200 δισεκατομμύρια διασυνδεδεμένες συσκευές (γνωστό και ως Internet of Things), κάτι που σημαίνει ότι θα παράγεται μία απίστευτη ποσότητα δεδομένων που απαιτούν επεξεργασία. Τα memristor είναι μία ‘τεχνολογία-κλειδί’ που επιτρέπει την ανάπτυξη επεξεργαστών επόμενης γενιάς, οι οποίοι πρέπει να είναι εξαιρετικά αναβαθμίσιμοι αλλά ταυτόχρονα οικονομικοί και χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης».
Ο Έλληνας καθηγητής και η ομάδα του στο βρετανικό πανεπιστήμιο έχουν ήδη προσεγγιστεί από τεχνολογικούς κολοσσούς με τους οποίους συνεργάζονται για να αναπτυχθούν οι πρακτικές εφαρμογές των memristor. «Οι συνεργασίες μας στοχεύουν στην ανάπτυξη καινοτόμων ηλεκτρονικών συστημάτων που απαιτούν εξατομικευμένη προσαρμογή, ενώ θα μπορούν και να χρησιμοποιηθούν σε χώρους που δεν είναι εύκολα προσβάσιμοι, όπως για παράδειγμα στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος, στο διάστημα ή και σε πυρηνικούς αντιδραστήρες» τόνισε.
Ταυτόχρονα, αυτή η τεχνολογία είναι ιδανική για την ανάπτυξη ηλεκτρονικών συστημάτων που μπορούν να μαθαίνουν και να προσαρμόζονται αυτόνομα, όπως ο ανθρώπινος εγκέφαλος, φέρνοντας πιο κοντά μας τα οφέλη της τεχνητής νοημοσύνης, συμπλήρωσε ο Θέμης Προδρομάκης.
