Modalidades de reconfigurabilidade em uma porta inversora analógica. uma topologia de inversor analógico aprimorada por Memristor. b Alterando os estados resistivos dos memristores RUP, RDN no inversor de modo a manter sua soma (ao longo da linha azul) ou razão (ao longo da linha vermelha) constante oferece flexibilidade no controle das características de transferência do inversor. A modalidade de soma constante permite o controle independente da altura do platô da característica de transferência, enquanto a modalidade de razão constante permite o controle independente da largura do platô (ver Fig. 4 suplementar). Cruzes codificadas por cores correspondem ao RUP, Configurações de RDN usadas nos resultados de c (consulte a Tabela suplementar 2 para obter detalhes). c Quatro exemplos medidos de características de transferência do inversor analógico correspondentes aos casos em que RUP e RDN são ambos altos (HH), alto e baixo (HL), baixo e alto (LH) e ambos baixo (LL), respectivamente. A tensão de entrada medida durante o teste de HH é mostrada em verde como Vin (semelhante para todos os testes). Observe a modulação independente da largura do platô e altitude pela soma e razão entre RUP, RDN. Crédito: Nature Communications (2018). DOI:10.1038 / s41467-018-04624-8
Uma equipe da Universidade de Southampton inventou uma nova maneira de projetar sistemas eletrônicos que incorpora o melhor dos paradigmas analógico e digital.
A abordagem combina o poder computacional do analógico com os benefícios de energia das tecnologias digitais. Este novo modelo altera a forma de pensar atual e está destinado a moldar a próxima geração de eletrônicos.
O estudo, intitulado "Computação reconfigurável digital-analógica perfeitamente fundida usando memristores, "foi publicado em Nature Communications . Ele revelou como a fusão do pensamento analógico e digital pode ser alcançada pela combinação da eletrônica digital padrão - como encontrada em todos os computadores e telefones celulares hoje - com a tecnologia emergente de dispositivos analógicos de memristor.
Esta combinação poderosa é um passo importante para a próxima geração de energia ultrabaixa, bateria de alta duração e eletrônica adaptável.
Dr. Alexantrou Sérvio, autor principal do artigo da Universidade de Southampton, disse:"Nas últimas cinco décadas, processamos sinais digitais e calculamos usando técnicas digitais, o que nos levou muito longe.
"Contudo, se quisermos realmente computar nos limites da eficiência energética, que as leis da física permitem, parece imperativo que precisemos avançar para técnicas de computação analógica, embora sejamos muito mais experientes sobre como misturar sinais analógicos e digitais para obter o efeito máximo. "
Este trabalho baseia-se em desenvolvimentos anteriores de tecnologias memristivas realizados na Universidade de Southampton. Isso incluiu a demonstração de uma nova tecnologia de memristor que pode empacotar quantidades sem precedentes de dados por dispositivo, quase quatro vezes mais do que relatado anteriormente.
Professor Themis Prodromakis, Chefe do Grupo de Pesquisa de Materiais e Dispositivos Eletrônicos no Zepler Institute de Southampton, disse:"Memristors despertou muito interesse como uma tecnologia de memória de próxima geração por ser menor, mais economia de energia e ainda sendo capaz de suportar mais estados de memória em comparação com as tecnologias existentes que são usadas rotineiramente em nossos smartphones e computadores.
"Nosso grupo tem trabalhado incansavelmente nessa direção com o apoio da EPSRC, contribuindo para a demonstração de tecnologias mais maduras e confiáveis e melhorando seu desempenho.
"Nós em breve, Contudo, perceberam que há muito mais a ganhar com o emprego dessa tecnologia além de suas aplicações óbvias de memória e já demonstraram como os memristores podem ser usados para emular o aprendizado biológico. "
A capacidade de empacotar grandes quantidades de memória a baixo custo é um trampolim fundamental para uma nova geração de eletrônicos. Tradicionalmente, o processamento de dados na eletrônica conta com circuitos integrados (chips) com um grande número de transistores - interruptores microscópicos que controlam o fluxo de corrente elétrica ligando-a ou desligando-a.
Neste conceito baseado em switch, a memória é um recurso caro usado da forma mais moderada possível. Até agora, melhorias de desempenho foram alcançadas reduzindo o tamanho dos transistores e colocando mais deles em cada microchip. Contudo, com os transistores atingindo seus limites de escala física, melhorias adicionais usando as técnicas antigas estão se tornando cada vez mais desafiadoras.
Um impacto direto dessa pesquisa em tecnologias modernas poderia ser a criação de hardware de inteligência artificial (IA) ultraeficiente. A IA por natureza se presta à implementação analógica de computação muito mais prontamente do que as atuais técnicas baseadas em digital usadas em nossos smartphones e na nuvem.
A economia de energia projetada e ganhos de desempenho com o uso de memristor, microchips analógicos sugerem que esta pesquisa pode um dia levar a um hardware que exibe inteligência verdadeira sem a ajuda de um supercomputador na nuvem, e ainda cabe na palma da mão.
A consequente proliferação de agentes inteligentes é capaz de perturbar todos os níveis de atividade social e económica e alterar fundamentalmente o ambiente quotidiano com o qual interagimos.
