L. O. Chua tarafından 1971 yılında, teorisi ortaya konulan; direnç, kondansatör ve indüktöre ilave olarak dördüncü temel devre elemanı diye isimlendirilen, hafızalı direnç (memory resistor) yani kısaca memristör, değeri elektrik yüküne bağlı olan, gerilimin akıma oranı olarak ifade edilebilen, dolayısıyla bir hafıza özelliği gösteren başka bir temel devre elemanı olarak ortaya atıldı. Chua bu elemanın sahip olduğu özelliği de memristans diye isimlendirdi.

Chua, IEEE Trans. Circuit Theory’de yayımlanan makalesinde, voltaj (gerilim), yük, akım ve manyetik akının birbirleri arasındaki basit diferansiyel denklemlerle ifade edilebilen ilişkilerden yola çıkarak eksik parçayı kuramsal olarak yine basit bir diferansiyel denklemle tanımlamıştı. Chua makalesinde bu dördüncü elementin adını da İngilizce “memory resistor” sözcüklerinden yola çıkarak “Memristör” koymuştu. Bu ad, kuramsal olarak ileri sürdüğü bu gizemli elemana çok uyuyordu; çünkü memristör unutmuyordu, diğer bir deyişle belleği (memory) vardı ve bir direnç (resistance) gibi davranıyordu.

Temelde memristör, elektrik yükü ile manyetik akı bağlantısı arasında doğrusal olmayan bir ilişki olan iki terminalli bir pasif devredir. Memristor, aynı zamanda verileri hem işleyebilen hem de aynı alanda depolayabilen cihazların oluşturulmasına izin verdiğinden, mevcut bölümlendirilmiş bilgi işlem yapısını büyük ölçüde değiştirebilen mantık işlevlerini de yapabilir.

Chua’nın 1971'de ortaya koyduğu öngörüden 37 yıl geçtikten sonra, 2008 yılında HP’den bir grup mühendis memristörü kuramsal bir devre elemanı olmaktan çıkaracak keşiflerini ünlü Nature dergisinde yayımlayarak tüm bilim dünyasına duyurdu. HP mühendisleri bu makalelerinde laboratuvarlarında geliştirdikleri bir memristörü de sunmuşlardı. 
 

32 DIP paketinde katkılı (W, C, Cr, Sn) on altı ayrı kendinden yönlü kanal memristör artık breadboardlarımızı süslemeye hazır. Talebe göre değişen katkılı yapıların özellikleri tabloda açıkca gösterilmiştir.

Bugün mevcut durumda olan 3 temel devre elemanı (R-L-C) dışında geri kalan birçok bileşen, mevcut olanların geliştirilmiş versiyonlarıdır. Mikrodenetleyiciler hızlanır, bellekler büyür ve sensörler küçülür. Bu çalışmalar süregelmekte ancak yıllardır temel yeni bir bileşen bulunamamıştı. Artık memristör, Knowm adlı teknoloji sitesinden artık uygun fiyatlara (49$-89$-259$) ticari olarak temin edilebilmektedir.

 

►İlginizi Çekebilir: Breadboadr Nasıl Çalışır?

Dijital devrelerin tüm amacı, bilgiyi birler ve sıfırlar dizisi olarak depolamaktır. Memristörler de bilgileri depolar ancak bunu tamamen analog bir şekilde yaparlar. Her memristor, içinden geçen akıma tepki olarak kendi direncini değiştirir; pozitif gerilim direnci düşürürken, negatif gerilim cihazı tekrar yüksek direnç durumuna getirmektedir. Knowm adlı teknoloji şirketi bunu yarıiletken malzemelerle katmanlar halinde tekrar yorumlayarak nihai noktaya getirmiş bulunmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Işığa Duyarlı Devre Elemanları

 

Knowm adlı şirket bu teknolojiyi Termodinamik RAM veya kT-RAM alanlarında kullanmaya başladı. Şirket çalışanları, geleneksel bir mimariye sahip bir bilgisayarla mümkün olandan daha hızlı makine öğrenimi sağlayan küçük bir yardımcı işlemci gibi memristörü entegre etme girişimi içindeler. Bu kT-RAM, düğümler arasında bağlantı görevi gören memristörlerle ikili bir ağaç düzeni kullanma mantığına dayanmaktadır. Bir kT-RAM işlemcisinin gerçek hayatta makine öğrenimi görevlerini yerine getirmede daha iyi veya daha verimli olacağını söylemek için birçok deneysel çalışmanın yapılması gerekmektedir.


Bugüne kadar taklit devreleri olsun hatta yazılım olarak dahi memristif davranış sergileyen modeller türetilmişti (Biolek, Prodromakis, Joglekar ve Strukov). Ancak ticari olarak hayatımıza girip kendine yeni alanlar açan memristörü artık daha sık göreceğimiz aşikar.
 

Kaynak:

► hackaday.com
► knowm.com
► diyot.net
► Mutlu, R., Karakulak, E., 2009. Mühendislik Eğitiminde Kullanılabilecek Bir Memristör (Hafızalı Direnç) Taklit Devresi. Elektrik Elektronik Bilgisayar Mühendislikleri Eğitimi Sempozyumu