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IBM, Intel, HP, Samsung e ogni realt che guarda al futuro della progettazione dei semiconduttori sa bene che l’emulazione delle funzioni del cervello potrebbe essere l’unica strada percorribile dopo che l’attuale

sentiero della miniaturizzazione arriver al capolinea della progettazione su scala atomica.

I memristori sono gli unici componenti oggi che possono, in un certo senso, emulare alcune caratteristiche del cervello. I supercomputer odierni possono simulare (non emulare) il cervello, ma con costi elevati, soprattutto energetici. Knowm Incorporated, societ con sede in Nuovo Messico, e che attualmente l’unica realt oltre HP/Hynix a produrre memristori, ha annunciato l’ampliamento del proprio catalogo con tre nuovi tipi differenti di questo particolare componente. I tre nuovi memristori sono basati su cromo, stagno o tungsteno per offrire diversi livelli di isteresi, cio con quale grado il valore della resistenza del memristore determinato dai valori precedenti.

I tre memristori operano allo stesso modo, a prescindere dal tipo di materiale usato. Uno strato metallico si trova nei pressi di uno dei due elettrodi di un diodo. Applicando una tensione ai due elettrodi, gli ioni si muovono attraverso il dispositivo in direzione dell’elettrodo a pi basso potenziale. Quando gli ioni si muovono attraverso uno strato di materiale calcogenuro amorfo (lo strato attivo del memristore), formano un sentiero conduttivo tra entrambi gli elettrodi che abbassa la resistenza del dispositivo. Invertendo il verso della tensione, il canale di conduzione si dissolve e la resistenza del dispositivo aumenta.

Il memristore pertanto un dispositivo bipolare che emula il modo in cui funzionano i neuroni del cervello: inviando impulsi attraverso le sinapsi queste si rafforzano (paragonabile alla riduzione della resistenza) se non vengono inviati impulsi la sinapsi tende ad atrofizzarsi (paragonabile all’incremento della resistenza).

Al DARPA e in IBM questo processo viene simulato con computer tradizionali, la cui accuratezza per determinata dal modo in cui viene computazionalmente modellato il lavoro delle sinapsi. Alcuni ricercatori stanno invece costruendo apposite strutture che connettano emulatori basati su memristori per modelli su larga scala, innescando quindi l’esigenza per nuovi componenti come quelli realizzati da Knowm.

Dal momento che non vi sono propriet ben definite per poter caratterizzare adeguatamente i memristori, Knowm mette a disposizione anche i dati grezzi raccolti da oltre un migliaio di esperimenti, dai quali i ricercatori possono formare le caratterizzazioni che desiderano sulla base delle propriet di loro scelta: “I ricercatori possono ora creare i modelli dal nostro massiccio database grezzo. Ciascun metallo opera meglio per differenti applicazioni del memristore, cos che ogni ricercatore possa avere una scelta” ha dichiarato Alex Nugent, CEO e fondatore di Knowm.

Knowm sta attualmente realizzando i suoi dispositivi presso l’Idaho Microfabrication Lab di Boise, ma vi sono gi varie aziende specializzate nella produzione CMOS che saranno ben inclini ad accettare ordinativi per la produzione in volumi utilizzando strumenti BEOL, una volta che i ricercatori avranno finalizzato le loro architetture.

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