Roma - L'aveva previsto Leon
Chua nel 1971: oltre a induttore, resistore
e condensatore, nei circuiti poteva e doveva
esserci altro. Le sue brillanti equazioni matematiche
lo prevedevano, ma fino ad oggi del memristore
- così era stato soprannominato il quarto
elemento fantasma, unendo le parole memoria
e resistore - non c'era traccia. Ora,
invece, i ricercatori degli HP Labs sembrano
avercela fatta: con un articolo pubblicato
su Nature hanno annunciato di aver
finalmente individuato una tecnica per costruire
dispositivi in grado di riprodurre il comportamento
di un memristore, e di essere pronti ad invadere
il mercato con questa tecnologia entro pochi
anni.
"Scoprire qualcosa di nuovo
e allo stesso tempo così importante
in un settore così maturo come l'ingegneria
elettrica è una bella sorpresa" commenta
soddisfatto R. Stanley Williams,
a capo del Quantum System Lab che
ha costruito il prototipo: "Realizzando un
modello matematico per la fisica del memristore,
HP Labs ha reso possibile lo sviluppo di circuiti
integrati che potranno migliorare drasticamente
le performance e l'efficienza energetica di
PC e datacenter". Da parte sua Chua, che ora
ha 71 anni e ha dovuto attenderne 37 per vedere
dimostrate le sue teorie, si
dice entusiasta: "Non avrei mai pensato
di vivere abbastanza a lungo da vedere tutto
questo realizzarsi. Sono elettrizzato, perché
tutto questo è la dimostrazione che
non si era trattato solo di un parto della
mia immaginazione".
Un memristore è una sorta di resistore
variabile: in base alla quantità e
al verso della corrente che lo attraversa
è in grado di variare la propria
resistenza, secondo una legge precisa
caratterizzata dalle sue proprietà
fisiche. La vera particolarità del
memristore, tuttavia, è la capacità
di ricordare: anche se disattivato,
se privato dell'alimentazione, nel
dispositivo resta una traccia dello stato
precedente, prontamente disponibile
una volta venga di nuovo chiamato in causa.Per
costruire un memristore, o meglio una batteria
di memristori, Williams e il suo team si sono
avvalsi della loro esperienza nel campo della
nanotecnologia: una serie di nanocavi
di platino vengono intersecati da
un altro minuscolo filamento dello stesso
materiale, ed interfacciati nella giunzione
da un sottile strato di biossido di titanio.
Quello mostrato in foto altro non è
che un circuito formato da 17 memristori,
lunghi circa 50 nanometri ciascuno.
Combinando questo tipo di dispositivi con
il concetto di crossbar
latch, introdotto
dalla stessa HP nel 2005, i ricercatori si
dicono certi di poter in pochi anni stravolgere
per sempre il mercato delle memorie: DRAM,
magnetiche, a stato solido, tutte potrebbero
venire rimpiazzate in breve, surclassate dalle
caratteristiche invitanti del memristore.
Ad esempio, si potrebbe aumentare
di 5 o 6 volte la capacità di immagazzinamento
dati per pollice quadrato rispetto
alle più avanzate tecnologie in circolazione,
senza incappare in fastidiosi effetti collaterali
come il decadimento rapido dell'efficienza
dopo alcune centinaia di migliaia di accessi,
tipico delle memorie a stato solido.
Una RAM che non ha bisogno di continui
refresh per immagazzinare i dati,
che non si cancella allo spegnimento del computer,
sarebbe a portata di mano: niente più
boot, niente più perdita di dati in
caso di mancanza di alimentazione. Senza contare
l'enorme risparmio energetico:
quando non è utilizzato, il memristore
può essere tranquillamente spento riducendo
al minimo i consumi. Anche l'attuale architettura
di von Neumann potrebbe venire profondamente
rivista, venendo meno la necessità
di una memoria di massa in cui archiviare
i dati: un dispositivo a memristori potrebbe
fungere contemporaneamente da memoria principale
e da hard disk, diminuendo drasticamente tempi
di accesso e di elaborazione.
Al
momento il memristore è più
lento di un ordine di grandezza in termini
di velocità rispetto alle DRAM,
ma il suo costo produttivo e la densità
di immagazzinamento potrebbero giocare un
ruolo importante nella decisione delle aziende
nel passaggio alla nuova tecnologia. Le doti
di questi dispositivi, inoltre, potrebbero
anche riservare sorprese inaspettate: i computer
potrebbero scavalcare persino la classica
codifica binaria, e lanciarsi verso
nuovi orizzonti di computazione.
È pensabile una memoria a memristori in grado
di replicare alcune funzioni dei neuroni
umani per quanto attiene l'immagazzinamento
dei dati, migliorando l'efficacia della macchina
in compiti quali il riconoscimento di figure
o nella biometria: "Invece di scrivere programmi
per computer per simulare il funzionamento
del cervello - spiega Williams - potremmo
invece pensare ad hardware in grado di emulare
quei meccanismi". Una macchina in grado di
apprendere dall'esperienza, migliaia di volte
più abile dei computer attuali nello
svolgere alcuni tipi di compiti, che oggi
sono per forza di cose ad appannaggio esclusivo
degli uomini.
Per costruire un memristore non occorre
alcun tipo di modifica particolare all'attuale
ciclo di produzione dei dispositivi
elettronici. Le attuali infrastrutture potrebbero
iniziare a sfornarne in quantità in
pochi mesi, e per questo, secondo Williams,
sarà solo questione di tempo prima
che qualcuno decida di investire e dare vita
ad una nuova generazione di memorie: "La chiave
sarà realizzare tutti gli strumenti
necessari al design dei circuiti, e dunque
trovare un settore dove impiegarli. Ma quanto
tempo ci vorrà - conclude
lo studioso - è più un problema
di business che di tecnologia".
Se le
promesse del memristore verranno mantenute,
magari non sarà possibile superare
davvero la legge di Moore,
ma rispettarla alla lettera sarà senz'altro
possibile anche negli anni a venire.
Questo articolo, come tutti i contenuti di Punto
Informatico (salvo diverse indicazioni) sono
pubblicati secondo la licenza di utilizzo
di Creative
Commons
Affari-web.it
non si assume alcuna responsabilità circa i contenuti dei link
segnalati. Le foto inserite in alcune pagine sono state tratte liberamente
dal web (non si specificava alcun diritto) e chiunque ne detenga i diritti
può contattarci per la rimozione. Tutti i marchi citati appartengono
ai loro proprietari.
