Memrystor

Memrystor
Typ

element elektroniczny bierny

Symbol
Symbol
Proponowany (nieoficjalny) symbol memrystora.

Memrystor (ang. memristor) – jeden z podstawowych biernych elementów elektronicznych; trzy pozostałe to opornik (rezystor), kondensator i cewka. Memrystor (ang. memory resistor – opornik z pamięcią) działa jako pojedyncza komórka pamięci, może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji, rezystancja memrystora może być sterowana prądowo.

Właściwości fizyczne

Ilustracja koncepcji memrystora jako elementu elektronicznego
charge q – ładunek q, current i – prąd i, voltage v – napięcie v, flux φ – strumień magnetyczny φ,
Capacitor – kondensator, Resistor – rezystor, Inductor – cewka, Memristor – memrystor
Budowa pojedynczej komórki memrystora z domieszką dwutlenku tytanu. U góry: mała przewodność elektryczna; na dole: duża przewodność elektryczna.
Krzywa histerezy memrystora w funkcji częstotliwości kątowej.

Memrystor jest elementem, w którym strumień magnetyczny skojarzony jest funkcją przepływającego przezeń ładunku elektrycznego tj. w którym Zależność strumienia od ładunku

nazwano „memrystancją”, przez analogię m.in. do rezystancji.

Memrystancja jest dopełniającą zależnością między dwiema z czterech podstawowych wartości opisujących obwód elektryczny: natężeniem prądu napięciem elektrycznym ładunkiem elektrycznym i strumieniem magnetycznym skojarzonym Pozostałe pięć z sześciu możliwych kombinacji to:

oraz parametry pozostałych trzech podstawowych elementów biernych w elektronice:

rezystancją rezystora
indukcyjnością cewki
pojemnością (odwrotność) kondensatora

Napięcie na memrystorze związane jest z przepływającym prądem poprzez chwilową wartość jego memrystancji:

gdzie oznacza czas.

Można zapisać inaczej:

Zmienna oznaczona kropką oznacza pochodną po czasie.

Zastosowanie w informatyce

W 2024 roku zostało opublikowane badanie naukowe, w którym zamiast tranzystorów użyto tylko i wyłącznie memrystorów do stworzenia bramek logicznych oraz pełnego elektrycznego modelu neuronu LIF. W 2025 roku zespół badawczy z Chin opisał możliwość zastosowania memrystorów w elektronicznych urządzeniach medycznych.

W 2026 roku naukowcy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, University of Cambridge i Uniwersytetu Oksfordzkiego stworzyli wspólnie memrystor bazujący na tlenku hafnu (HfO2), który wykazuje ultraniskie prądy przełączania, wyjątkową jednorodność cykl do cyklu, setki poziomów ultraniskiego przewodnictwa z zakresem modulacji >50 (bez osiągania nasycenia). Ich memrystor wykorzystany jako sztuczna synapsa spełnia również wszystkie reguły uczenia nienadzorowanego.

Przykłady i producenci

Przypisy

  1. ↑ Zbudują fabrykę memrystorów | KopalniaWiedzy.pl [online], kopalniawiedzy.pl [dostęp 2017-11-25] (pol.).
  2. ↑ Dimitri B. Strukov, Gregory S. Snider, Duncan R. Stewart, R Stanley Williams. The missing memristor found. „Nature”. 453, s. 80–83, 2008. DOI: 10.1038/nature06932.
  3. ↑ Kalka z języka angielskiego (memristance), nie ma jeszcze polskiego odpowiednika.
  4. ↑ Khalid Alammari, Moslem Heidarpur, Majid Ahmadi, Arash Ahmadi, LIF neuron —a memristive realization, „Frontiers in Electronics”, Frontiers Media, 2024, DOI: 10.3389/felec.2024.1366299 [dostęp 2026-08-22] (ang.).
  5. ↑ Jiale Lan i inni, Memristor-based intelligent systems for sensing, computing, and therapeutic integration applications, „materialstoday ADVANCES”, ScienceDirect, 2026, DOI: 10.1016/j.mtadv.2025.100628, ISSN 2590-0498 [dostęp 2026-08-22] (ang.).
  6. ↑ Babak Bakhit i inni, HfO2-based memristive synapses with asymmetrically extended p-n heterointerfaces for highly energy-efficient neuromorphic hardware, „Science Advances”, 12, 12, 2026, DOI: 10.1126/sciadv.aec2324 [dostęp 2026-08-25] (ang.).
  7. ↑ Dmitri B. Strukov, Gregory S. Snider, Duncan R. Stewart, R. Stanley Williams, The missing memristor found [online], nature, 1 maja 2008 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  8. ↑ Paweł Maziarz, ReRAM - pamięci przyszłości nadchodzą [online], benchmark.pl, 1 września 2010 [dostęp 2025-10-29] (pol.).
  9. ↑ TDK, TDK develops "spin-memristor" for neuromorphic devices, and collaborates with CEA and Tohoku University to achieve practical application of neuromorphic devices able to reduce power consumption of AI down to 1/100 [online], 2 października 2024 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  10. ↑ Martyn Williams, Move over flash? TDK reveals its first next-gen MRAM memory prototype [online], PCWorld, 8 października 2014 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  11. ↑ GLYN, FUJITSU Semiconductor Memory Becomes RAMXEED: FeRAM, ReRAM, and RFID-Enabled Memories [online], 2 stycznia 2025 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  12. ↑ Peter Clarke, Fujitsu memory spin-off renames as Ramxeed [online], eeNEWS, 20 sierpnia 2024 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  13. ↑ Ron Mertens, Tetramem shows that its RRAM-powered analog computing SoC is capable of executing calculations with arbitrary precision [online], 13 marca 2023 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  14. ↑ Anisha Sharma, TetraMem Integrates Energy-Efficient In-Memory Computing with Andes RISC-V Vector Processor [online], RISC-V International, 24 września 2024 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  15. ↑ Knowm, Memristors [online], 10 października 2019 [dostęp 2025-10-29] (ang.).
  16. ↑ Bartłomiej Garda, Piotr Zegarmistrz, Zbigniew Galias, Pomiary i modelowanie elementów memrystorowych [online], AGH, 10 stycznia 2022 [dostęp 2025-10-29] [zarchiwizowane z adresu] (pol.).

Linki zewnętrzne