Modalidades de reconfigurabilidad en una puerta inversora analógica. una topología de inversor analógico mejorada con memristor. b Cambio de los estados resistivos de los memristores RUP, RDN en el inversor para mantener constante su suma (a lo largo de la línea azul) o relación (a lo largo de la línea roja) ofrece flexibilidad para controlar las características de transferencia del inversor. La modalidad de suma constante permite el control independiente de la altura de la meseta de la característica de transferencia, mientras que la modalidad de relación constante permite el control independiente de la anchura de la meseta (consulte la Fig. 4 complementaria). Las cruces codificadas por colores corresponden al RUP, Configuraciones de RDN utilizadas en los resultados de c (consulte la Tabla complementaria 2 para obtener más detalles). c Cuatro ejemplos medidos de características de transferencia de inversor analógico correspondientes a los casos en los que RUP y RDN son altos (HH), alto y bajo (HL), baja y alta (LH) y ambas bajas (LL), respectivamente. El voltaje de entrada medido durante la prueba HH se muestra en verde como Vin (similar para todas las pruebas). Observe la modulación independiente del ancho y la altitud de la meseta por la suma y la relación entre RUP, RDN. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41467-018-04624-8
Un equipo de la Universidad de Southampton ha inventado una nueva forma de diseñar sistemas electrónicos que incorpora lo mejor de los paradigmas analógicos y digitales.
El enfoque combina el poder computacional de lo analógico con los beneficios energéticos de las tecnologías digitales. Este nuevo modelo altera la forma de pensar actual y está destinado a dar forma a la próxima generación de electrónica.
El estudio, titulado "Computación reconfigurable digital-analógica perfectamente fusionada mediante memristores, "fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Reveló cómo se puede lograr la fusión del pensamiento analógico y digital mediante la combinación de la electrónica digital estándar, como se encuentra en cada computadora y teléfono móvil hoy en día, con la tecnología emergente de dispositivos de memristor analógicos.
Esta poderosa combinación es un trampolín significativo hacia la próxima generación de energía ultrabaja, alta duración de la batería y electrónica adaptable.
Dr. Alexantrou Serb, autor principal del artículo de la Universidad de Southampton, dijo:"Durante las últimas cinco décadas hemos procesado señales digitales y hemos calculado utilizando técnicas digitales, lo que nos ha llevado muy lejos.
"Sin embargo, si vamos a calcular realmente en los límites de la eficiencia energética, que las leyes de la física permiten, Parece imperativo que tengamos que avanzar hacia las técnicas de computación analógica y, al mismo tiempo, ser mucho más inteligentes sobre cómo mezclar señales analógicas y digitales para obtener el máximo efecto ".
Este trabajo se basa en desarrollos previos de tecnologías memristivas realizados en la Universidad de Southampton. Esto incluyó la demostración de una nueva tecnología de memristor que puede empaquetar cantidades de datos sin precedentes por dispositivo, casi cuatro veces más de lo que se informó anteriormente.
Profesor Themis Prodromakis, Jefe del Grupo de Investigación de Materiales y Dispositivos Electrónicos en el Instituto Zepler de Southampton, dijo:"Los memristores han ganado mucho interés como tecnología de memoria de próxima generación al ser más pequeños, más eficiente en el consumo de energía y, sin embargo, puede admitir más estados de memoria en comparación con las tecnologías existentes que se utilizan de forma rutinaria en nuestros teléfonos inteligentes y computadoras.
"Nuestro grupo ha trabajado incansablemente en esa dirección con el apoyo de EPSRC, contribuyendo a demostrar tecnologías más maduras y fiables y a mejorar su rendimiento.
"Pronto, sin embargo, se dio cuenta de que hay mucho más que ganar empleando esta tecnología más allá de sus obvias aplicaciones de memoria y han demostrado previamente cómo se pueden usar los memristores para emular el aprendizaje biológico ".
La capacidad de empaquetar grandes cantidades de memoria a bajo costo es un trampolín clave hacia una nueva generación de dispositivos electrónicos. Tradicionalmente, el procesamiento de datos en la electrónica se ha basado en circuitos integrados (chips) con una gran cantidad de transistores, interruptores microscópicos que controlan el flujo de corriente eléctrica encendiéndolos o apagándolos.
En este concepto basado en interruptores, la memoria es un recurso costoso que se utiliza con la menor moderación posible. Hasta ahora, Las mejoras de rendimiento se lograron reduciendo el tamaño de los transistores y empaquetando más de ellos en cada microchip. Sin embargo, con transistores que ahora alcanzan sus límites de escala física, las mejoras adicionales que utilizan las técnicas antiguas se están volviendo cada vez más desafiantes.
Un impacto directo de esta investigación en las tecnologías modernas podría ser la creación de hardware de inteligencia artificial (IA) ultraeficiente. La IA, por naturaleza, se presta a la implementación analógica de la computación con mucha más facilidad que a las técnicas digitales actuales que se utilizan en nuestros teléfonos inteligentes y en la nube.
Los ahorros de energía proyectados y las ganancias de rendimiento del uso de memristor, Los microchips analógicos sugieren que esta investigación podría algún día conducir a un hardware que exhiba verdadera inteligencia sin la ayuda de una supercomputadora en la nube. y sin embargo cabe en la palma de la mano.
La resultante proliferación de agentes inteligentes es capaz de trastocar todos los niveles de actividad social y económica y cambiar fundamentalmente el entorno cotidiano con el que interactuamos.
