Кроссбар-защёлка: альтернатива транзисторам в вычислительных системах.
Crossbar latch
Кроссбар-защелка: технология HP Labs, потенциальная замена транзисторам в интегральных схемах. Основа для создания компьютеров из мемисторов. Патент 2003г.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Кросбар-замыкатель – технология, опубликованная Филиппом Куексом из HP Labs в 2001 году и запатентованная в США в 2003 году, с целью в конечном итоге заменить транзисторы в различных областях применения. Это позволило бы создать интегральные схемы, состоящие исключительно из мемристоров, которые, согласно патенту, потенциально проще и дешевле в производстве. В 2005 году Филипп Куекс заявил, что кроссбар-замыкатель "в будущем может заменить транзисторы в компьютерах, подобно тому, как транзисторы заменили вакуумные лампы, а те, в свою очередь, – электромеханические реле".
The Crossbar latch is a technology published by Phillip Kuekes of HP Labs in 2001 and granted a US patent in 2003, with the goal of eventually replacing transistors in various applications. This would enable the creation of integrated circuits composed solely of memristors, which, according to the patent, might be easier and less expensive to create. In 2005, Phillip Kuekes stated that the crossbar latch "could someday replace transistors in computers, just as transistors replaced vacuum tubes and vacuum tubes replaced electromagnetic relays before them."
Применение в арифметической обработке
Грег Снайдер из Hewlett Packard разработал это приложение, которое использует перекрестные защелки для имитации функциональности полусумматора, являющегося основой современных вычислительных систем. В этом приложении перекрестная матрица формируется из слоя горизонтальных рядовых проводников и слоя вертикальных колонных проводников, между которыми расположены мемристоры или аналогичные материалы. Каждое пересечение в перекрестной матрице может быть настроено в состояние высокого сопротивления, при котором между горизонтальными и вертикальными проводниками протекает незначительный или отсутствующий ток, либо в состояние низкого сопротивления, при котором ток протекает. На рисунке 1 показана конфигурация полусумматора с использованием перекрестной матрицы, предложенная Снайдером, где узлы обозначают точки пересечения перекрестной матрицы, настроенные в состояние низкого сопротивления. Подавая различные логические сигналы A, НЕ A, B и НЕ B на различные рядовые проводники, эта конфигурация генерирует выходные сигналы суммы и переноса, характерные для полусумматора. Соединения между несколькими полусумматорами могут быть использованы для построения полных сумматоров в соответствии со стандартными арифметическими архитектурами.
Greg Snider of Hewlett Packard created this application, which uses crossbar latches to imitate the functionality of a half adder, which is the foundation of modern computing systems. A crossbar tile is created in this application from a layer of horizontal row wires and a layer of vertical column wires, with memristor or similar materials sandwiched between the horizontal and vertical wire layers. Each crossbar tile intersection or junction can be configured to be in a high resistance state with little or no current flowing between the horizontal and vertical wires, or in a low resistance state with current flowing. Fig. 1 illustrates the configuration of a half adder using a crossbar tile, as taught by Snider, with the nodes identifying junctions of the crossbar tile configured as low resistance states. By setting different logic inputs A, NOT A, B, and NOT B to different row wires this configuration produces the sum and carry outputs typical for a half adder. Connections between multiple half adders may then be used to form full adders in accordance with conventional arithmetic architectures.
Применение перекрестного замыкания в нейроморфике
Поперечные защелки были предложены в качестве компонентов нейроморфных вычислительных систем. Одно из воплощений этого – нейронная сеть, сформированная из нанопроводов, как описано в патенте Грега Снайдера из Hewlett Packard.
Crossbar latches have been suggested as components of neuromorphic computing systems. One implementation of this is in the form of a neural network formed from nanowires as discussed in a patent by Greg Snider of Hewlett Packard.