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一種以憶阻器為基礎(chǔ)的裝置可用于構(gòu)建類大腦系統(tǒng)和十進(jìn)制計算機(jī),。 

基本電子元件——憶阻器好像仍能制造一些驚喜。自從研究者制造了第一個憶阻器以來,，這個神秘的設(shè)備就產(chǎn)生了大量的應(yīng)用——更密集的非易失性存儲器,、新的通用邏輯門、類大腦計算機(jī)等等,。此外,，都柏林三一學(xué)院的物理學(xué)家表示：還有十進(jìn)制存儲。

與基于晶體管的,、被設(shè)計為假定只有二進(jìn)制狀態(tài)的存儲器不同,，憶阻器可以容納更多。三一學(xué)院的研究人員制造了一個能存儲六阻態(tài)的憶阻器,，他們還聲稱,，將其擴(kuò)展到十進(jìn)制或更多也不成問題。

與閃存和動態(tài)RAM存儲一位電荷不同,，憶阻器（或稱阻變式存儲器,，RRAM）將內(nèi)存作為電阻。該裝置會通過改變其內(nèi)部的電阻“記住”已通過電流的電平,。當(dāng)電流沿另一個方向流動時,，電阻就會減小。

三一學(xué)院的憶阻器有些不同,。其一是,，與其他的憶阻器不同，它也可以作為一個二極管：電阻電平可以僅通過在一個方向上流動的電流進(jìn)行控制,。二極管的效果來自一個后期的處理步驟,，稱為電鑄。該裝置將一個二氧化鈦半導(dǎo)體納米線夾在兩個金屬電極之間,。一旦組成憶阻器,，長期暴露于10伏的電壓下會提升陰極接口附近的電荷載體的數(shù)量，形成一個二極管結(jié),。

除在一個方向上導(dǎo)電以外,，這款憶阻器存儲比特的方式也不同。一個正常的憶阻器需要兩種不同的電壓來存儲兩個不同電平的電阻，三一學(xué)院的物理學(xué)家柯蒂斯?奧凱立（Curtis O’Kelly）說：“你施加5伏的電壓,，得到一種電阻位,；施加10伏的電壓，就得到另一種電阻位,?！彼c約翰?博蘭（John Boland）和杰薩曼?費(fèi)爾菲爾德（Jessamyn Fairfield）發(fā)現(xiàn)了一些新屬性，“在我們的設(shè)備上,，你施加一次7.5伏的電壓,，就會帶你上升一個電阻電平，當(dāng)你施加另一個7.5伏的脈沖時,，又會帶你上升到另一個電阻電平,。”經(jīng)過6次這樣的脈沖,，研究人員發(fā)現(xiàn),，他們的設(shè)備達(dá)到了飽和狀態(tài)，電阻再也不會發(fā)生變化,。奧凱立解釋說,，你可以在任何電平上停止，這一電平會被存儲下來,，之后再施加另一個脈沖,，將會帶你上升到一個新的電平，或者你也可以通過施加一個負(fù)7.5伏的脈沖復(fù)位設(shè)備,。他說,，由于憶阻器是一個二極管，你可以無需電流通過而重置存儲單元,，而這在“正常的”憶阻器上是無法實(shí)現(xiàn)的。

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研究人員表示,，存儲效應(yīng)的機(jī)制可以通過電極接口處的納米線發(fā)生的物理變化來解釋,。奧凱立說，“當(dāng)你在一個觸點(diǎn)上施加正電壓時,，就生成了一定的氧空位——從電線晶格中去除氧氣——這使得電子”更容易進(jìn)入金屬,。負(fù)7.5伏的脈沖將金電極上的電子注入納米線，在接口處破壞氧空位,，使納米線的導(dǎo)電性變差,。

電阻電平的數(shù)量是靈活的，在該裝置中可以多達(dá)10個,。奧凱立說：“最終的限制是每個電平之間的分辨率,。”

這種系統(tǒng)使奧凱立想象到了十進(jìn)制的存儲，它可以在每個存儲單元中保留10個不同的阻態(tài),。當(dāng)然,，這樣的存儲在二進(jìn)制運(yùn)算的世界中是否有價值是值得商榷的。一方面,，十進(jìn)制的存儲可能會更加密集,。例如，最大的無符號二進(jìn)制的64位整數(shù)——18,446,744,073,709,551,615——可以以20位而不是64位表示,。但十進(jìn)制存儲與二進(jìn)制邏輯接口可能會抵消任何進(jìn)展,。奧凱立表示，電子工程師們需要制造出“基礎(chǔ)設(shè)施,，以應(yīng)對這種新型存儲,。”

在有人根據(jù)三一學(xué)院的憶阻器重新設(shè)計計算機(jī)之前,，該設(shè)備將需要獲得一些重大的進(jìn)展,。劍橋大學(xué)的物理學(xué)家詹姆斯?斯科特（James Scott）將該設(shè)備的低轉(zhuǎn)速比作“8世紀(jì)的手動算盤”。

位于奧爾巴尼的紐約州立大學(xué)的電氣工程師哈瑞卡?曼尼姆（Harika Manem）建議,，將該設(shè)備制造得更小應(yīng)該能幫助解決這個問題,。曼尼姆并不是十進(jìn)制計算的信徒，但她認(rèn)為,，這些多態(tài)憶阻器對于她感興趣的研究——基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非常規(guī)仿生邏輯系統(tǒng)——會很有幫助,。她說：“他們設(shè)備的好處是，它具有易重復(fù)且一致的可控狀態(tài),，如果他們能將其縮小,，應(yīng)該會更具有實(shí)用性?！?/p>