L’evoluzione dei componenti a memoria rivoluzionerà il mondo dell’informatica

L’industria dell’informatica, così come la conosciamo, non potrebbe esistere se alle fondamenta non vi fosse il complesso ed affascinante universo dell’elettronica che, più di quanto si possa credere, è in forte espansione.
Negli anni 80 l’evoluzione circuitale che portò dalla valvola al diodo ebbe come diretta conseguenza lo sviluppo dei personal computer, dalle dimensioni estremamente ridotte e quindi poco ingombranti, la cui diffusione continua fluentemente da oltre trent’anni.

Contrariamente a quanto si possa pensare il funzionamento di un qualsiasi pc non è estremamente ostico da comprendere e, a bassissimo livello di astrazione, esso coincide con una fitta comunicazione di piccoli dispositivi elettronici che manipolano segnali elettrici (correnti e tensioni): questi componenti sono gli strumenti base su cui l’intera elettronica si basa.
Esistono componenti passivi (resistori, condensatori, induttori) che raccolgono un segnale, lo manipolano attraverso la loro caratteristica fondamentale e lo forniscono al successivo pezzo di circuito e componenti attivi(diodi, transitor, amplificatori operazionali) che, più semplicemente processano il segnale, ovvero lo lavorano adattandolo per il resto del circuito.

Tra i componenti fondamentali di particolare interesse sono quelli cosiddetti a memoria, cioè che ricordano uno stato elettrico precedente e lo riutilizzano per manipolare il segnale attuale: ad esempio un condensatore durante la fase di carica immagazzina un certo quantitativo di energia nel suo campo elettrostatico e, se connesso ad altri componenti, la rilascia durante la fase di scarica.

Nei laboratori di ricerca HP gli ingegneri hanno fatto un’incredibile scoperta: un nuovo componente a memoria finora sconosciuto, teorizzato nel 1971 ma mai realizzato, il cosiddetto memristore.
Si tratta di un componente a memoria, in grado di registrare uno stato elettronico precedente e di fornirlo al circuito attraverso segnali analogici, operazione che oggi viene espletata dai circuiti digitali con la forte limitatezza di poter rappresentare solo due stati del segnale (1 o 0).

Il memristore è un bipolo (componente a due poli) in cui una variazione della carica elettrica (corrente non stazionaria)si riflette direttamente sul flusso magnetico ad esso concatenato (tensione): il rapporto tra il potenziale prodotto e la corrente viene chiamato memristenza M ed è la caratteristica del componente.

Questo componente schiude le porte a nuove frontiere sia per l’industria dell’elettronica che per quella dell’informatica poichè permette di rivedere tutti i progetti circuitali per la realizzazione di un pc.
In primo luogo, sfruttando le caratteristiche circuitali del memristore, si possono realizzare pc dall’accensione immediata ma, cosa più importante, si può utilizzare questo nuovo componente allo stato solido per rimpiazzare i vecchi transistor essendo molto più contenuto nelle dimensioni, la capacità di memorizzazione dati è di molto superiore (si parla di capacità che sfiorano i 100 gigabit per metro quadrato quando le attuali memorie flash a stento raggiungono i 16), le densità di memorizzazione dati è maggiore rispetto agli odierni odierni hard disk e le memorie non volatili basate sul memristor riescono incredibilmente ad effettuare calcoli sui dati precedentemente memorizzati.

Il prototipo di memoria a memristor, denominato crossbar latch, permetterà quindi di costruire pc dalle dimensioni ancora più ridotte, capaci di accendersi in pochi decimi di secondo con comparti CPU-Hard Disk-Ram riuniti in unico blocco elettronico capace di implementare le funzioni dei tre componenti con conseguente sensibile abbattimento dei costi e un non trascurabile risparmio energetico.

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