Voir la source de Memristor

{{Ébauche|physique|électronique}}

En [[électronique (technique)|électronique]], le '''memristor''' (ou ''memristance'') est un [[Composant passif|composant électronique passif]]. Il a été décrit comme le quatrième composant passif élémentaire, aux côtés du [[condensateur (électricité)|condensateur]], de la [[Résistance (électricité)|résistance]] et de la [[Bobine (électricité)|bobine]]<ref>{{Article|auteur1= Tour James|auteur2=M He Tao |titre= Electronics: The fourth element |éditeur=|année= 2008 |volume= 453 |isbn=|doi= 10.1038/453042a |périodique= Nature |pages= 42-43 |url= http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7191/full/453042a.html }}</ref>{{,}}<ref>[http://www.hpl.hp.com/news/2008/apr-jun/memristor.html HPlabs - Demystifying the memristor]</ref>. Le nom est un [[mot-valise]] formé à partir des deux mots anglais ''[[wikt:memory|memory]]'' et ''[[wikt:resistor|resistor]]''.

Un memristor stocke efficacement l’information car la valeur de sa résistance électrique change de façon permanente lorsqu’un courant est appliqué<ref name=IeeeSpectrum20081201>{{Lien web
|url=http://www.spectrum.ieee.org/dec08/7024|titre=How We Found the Missing Memristor|auteur=R. Stanley Williams|éditeur=IEEE Spectrum|date=2008-12-01}}</ref>. Là où une résistance classique apporte une valeur stable de résistance, un memristor peut avoir une valeur élevée de résistance interprétable dans un ordinateur comme un « 1 » en termes logiques, et une faible valeur qui peut être interprétée comme un « 0 ». Ainsi, une donnée peut être enregistrée et réécrite par un courant de contrôle. Dans un certain sens, un memristor est une [[résistance variable]] qui, par la valeur de sa résistance, reflète sa propre histoire<ref name=IeeeSpectrum20081201/>.

Le memristor a été prédit et décrit en 1971 par [[Leon Chua]] de [[University of California, Berkeley|UC Berkeley]], dans un écrit d'''IEEE Transactions on Circuit Theory''<ref>{{Ouvrage|auteur= Chua Leon O |titre= Memristor—The Missing Circuit Element |éditeur=|année= 1971 |volume= CT-18 |isbn=|date= Septembre 1971 |numéro= 5 |journal= IEEE Transactions on Circuit Theory |pages= 507-519 }}</ref>.  

Depuis 1971, le memristor était un composant hypothétique, aucun exemple physique n’étant connu. En {{date-|avril 2008}} soit 37 ans plus tard, une implémentation physique du memristor a été relatée dans le journal ''[[Nature (revue)|Nature]]'' par une équipe de chercheurs des [[Hewlett-Packard|laboratoires HP]] conduite par R. Stanley Williams<ref>{{Article|auteurs= Strukov Dmitri B, Snider Gregory S, Stewart Duncan R, Williams Stanley R |titre= The missing memristor found |année= 2008 |volume= 453 |isbn=|doi= 10.1038/nature06932 |périodique= Nature |pages= 80-83 |url= http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7191/full/nature06932.html }}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web
|url=http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=207403521
|titre='Missing link' memristor created
|éditeur=EETimes
|date=2008-04-30
|consulté le=2008-04-30}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web
|url=https://www.newscientist.com/article/dn13812-engineers-find-missing-link-of-electronics.html
|titre=Engineers find 'missing link' of electronics
|auteur=Paul Marks
|éditeur=New Scientist
|date=2008-04-30
|consulté le=2008-04-30}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web
|url=http://www.physorg.com/news128786808.html
|titre=Researchers Prove Existence of New Basic Element for Electronic Circuits -- Memristor'
|éditeur=PhysOrg.com
|date=2008-04-30
|consulté le=2008-04-30}}</ref>.

== Physique ==
Le memristor est un élément dans lequel le [[flux]] <math>\Phi</math> est une fonction de la [[charge électrique]] ''q'' qui a traversé le composant.  Soit, <math>\Phi = \Phi(q)</math>. Le taux de changement de flux avec la charge

: <math>M(q)=\frac{d\Phi}{dq}</math>

est connu en tant que ''memristance''. Ceci est comparable aux autres trois éléments fondamentaux des circuits; [[Résistance électrique|résistance]] <math>(R(I)=\frac{d V}{d I})</math>, [[condensateur (électricité)|condensateur]] <math>(\frac{1}{C(q)}=\frac{d V}{d q})</math> et [[inductance]] <math>(L(I)=\frac{d \Phi}{d I})</math>. Ici <math>q</math> est la [[charge électrique]], <math>I</math> est le [[courant électrique]], <math>V</math> est la différence de [[potentiel électrique]] et <math>\Phi</math> est le [[flux]]. <math>\Phi</math> n'est pas le [[flux magnétique]] mais obéit par définition à <math>V=\frac{d \Phi}{d t}</math>

Comme par ailleurs <math>I=\frac{dq}{dt}</math>,
il en résulte que la tension ''V'' aux bornes du memristor est liée au courant ''I''  par la valeur instantanée de la memristance:

: <math>V(t) = M(q(t)) I(t) \,</math>

Ainsi à chaque instant donné, un memristor se comporte comme une résistance ordinaire. Cependant, sa "résistance" ''M(q)'' dépend de l’histoire du courant.  Un memristor linéaire (celui pour lequel ''M'' est constant) n’est pas différentiable d’une résistance linéaire, avec ''M = R''. 	{{sources à lier|date=mai 2008}}

== Types ==
=== Pile électrique ===
Le memristor a été utilisé pour caractériser le comportement des [[pile électrique|piles électriques]]<ref>Chen W-K (ed.), ''The Circuits and Filters Handbook, 2nd ed'', CRC Press 2003, {{ISBN|0-8493-0912-3}}.    Chapter 12, "Circuit Elements, Modeling, and Equation Formulation"</ref>.

=== Semi-conducteur ===
L’intérêt des memristors a été vivement repris en 2007 quand une version expérimentale à [[semi-conducteur]] a été annoncée<ref>{{Lien web
|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/7080772.stm
|titre=Getting More from Moore's Law
|auteur=Jonathan Fildes
|éditeur=BBC
|date=2007-11-13
|consulté le=2008-04-30}}</ref>{{,}}<ref>{{Lien web
|url=http://www.ieee-or.org/beeep/2007/sep/beeep_sep07.pdf
|titre=Bulletin for Electrical and Electronic Engineers of Oregon
|éditeur=[[Institute of Electrical and Electronics Engineers]]
|date=Sept 2007
|consulté le=2008-04-30}}</ref> par Stanley Williams<ref>[http://www.hpl.hp.com/about/bios/stanwilliams.html R. Stanley Williams, HP biography]</ref> de [[Hewlett-Packard]]. Jusqu'alors l'existence d'un composant memristor à semi-conducteur appartenait encore au domaine de l'improbable. Ses caractéristiques reposant sur le comportement inhabituel des [[nanomatériau]]x, c'est l'étude de ces derniers qui l'a rendu possible.  HP a prototypé une mémoire à {{Lien|crossbar latch}} (''bascule/interrupteur matriciel'') en utilisant des composants pouvant contenir 100 [[gigabit]]s dans un centimètre carré<ref>[http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=207403521&pgno=1 EETimes.com - 'Missing link' memristor created: Rewrite the textbooks?<!-- Titre généré automatiquement -->]</ref>.  Les [[Mémoire flash|mémoires flash]] ayant actuellement la densité la plus élevée stockent 64 Gbit dans la même surface, pour comparaison.  La résistance des nouveaux composants pourrait être lue par un [[courant alternatif]] sans affecter la valeur comprise dans l’enregistrement<ref>[https://arstechnica.com/news.ars/post/20080501-maintaining-moores-law-with-new-memristor-circuits.html Maintaining Moore's law with new memristor circuits<!-- Titre généré automatiquement -->]</ref>.

[[Samsung Electronics|Samsung]] possède un brevet américain d’application pour un memristor similaire à celui décrit par Williams<ref>[http://www.google.com/patents?id=hIKiAAAAEBAJ&dq=11655193, US Patent Application 11/655,193]</ref>.

== Applications potentielles ==
Les memristors semi-conducteurs de Williams peuvent être combinés en [[transistor]]s, bien plus petits que les transistors standards.  Ils peuvent également être assemblés en [[mémoire de masse]], qui permettraient une plus grande densité de données que les disques durs (avec des temps d’accès similaires à la [[Mémoire vive dynamique|DRAM]]), remplaçant ainsi ces deux composants<ref>{{Lien web|langue=en
|url=http://www.news.com/8301-10784_3-9932054-7.html
|titre=HP makes memory from a once theoretical circuit
|auteur=Michael Kanellos
|éditeur=CNET News.com
|date=2008-04-30
|consulté le=2008-04-30}}</ref>.

Certains brevets liés aux memristors apparaissent comme incluant des applications en logique programmable<ref>[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=1&f=G&l=50&d=PTXT&p=1&p=1&S1=7203789.PN.&OS=pn/7203789&RS=PN/7203789, U.S. Patent 7,203,789]</ref>, en traitement du signal<ref>[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=1&f=G&l=50&d=PTXT&p=1&p=1&S1=7302513.PN.&OS=pn/7302513&RS=PN/7302513, U.S. Patent 7,302,513]</ref>, en réseaux neuronaux<ref>[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=1&f=G&l=50&d=PTXT&p=1&p=1&S1=7359888.PN.&OS=pn/7359888&RS=PN/7359888, U.S. Patent 7,359,888]</ref>, et en systèmes de contrôle<ref>[http://appft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.html&r=1&p=1&f=G&l=50&d=PG01&S1=20080059688.PGNR.&OS=dn/20080059688&RS=DN/20080059688, U.S. Patent Application 11/976,927]</ref>.

En informatique, ces composants permettraient d'écourter fortement le temps de démarrage d'un ordinateur. Comme une ampoule, l'ordinateur serait allumé quasiment instantanément et dans l'état exact de la dernière utilisation. La rapidité ultime serait atteinte avec ce composant d'après certains magazines spécialisés<ref name=IeeeSpectrum20081201/>.

Fin {{date-|août 2010}}, [[Hewlett-Packard]] a conclu un partenariat avec le fabricant coréen de puces-mémoire [[SK Hynix]] (deuxième fabricant mondial de puces-mémoire, derrière son compatriote Samsung ; [[SK Hynix]] est né de la fusion, en 1999, des activités de puces-mémoire DRAM des conglomérats LG et Hyundai), en vue de la commercialisation, d'ici 2013, des premières puces-mémoire de type memristor (appelées communément en anglais ReRAM ou RRAM, c'est-à-dire ''[[Resistive random-access memory|Resistive Random-Access Memory]]'').

HP Enterprise consacre une grande partie de ses efforts de recherche à la mise au point d'un nouveau genre d’ordinateur connu sous le nom de "[[The Machine (informatique)|The machine]]" utilisant entre autres des memristors.

=== Réseaux de neurones artificiels ===
{{Article détaillé|Réseau de neurones à impulsions}}
Des [[Réseau de neurones artificiels|réseaux de neurones artificiels]] sont couramment simulés sur ordinateur mais avec la technologie conventionnelle, il n'y a pas vraiment de bonne solution pour imiter de façon compacte et économe en énergie le fonctionnement des synapses des neurones. Une [[synapse]] biologique est un dispositif de mémoire analogique comme les memristors<ref>{{Lien web|langue = anglais|titre = a-better-way-to-build-brain-inspired-chips|url = http://www.technologyreview.com/news/537211/a-better-way-to-build-brain-inspired-chips/|site = www.technologyreview.com|date = 6 mai 2015|consulté le = 20 mai 2015}}</ref>. Des dispositifs utilisant des memristors peuvent déjà imiter la capacité du cerveau à traiter simultanément et à stocker de multiples flux d'information<ref>{{Lien web|langue = anglais|titre = nano-memory-cell-can-mimic-long-term-memory|url = https://www.rmit.edu.au/news/all-news/media-releases/2015/may/nano-memory-cell-can-mimic-long-term-memory/|site = www.rmit.edu.au|date = 11 mai 2015|consulté le = 20 mai 2015}}</ref>. Un circuit de memristors construit par des chercheurs de l'[[Université de Californie à Santa Barbara]] et de l'Université Stony Brook, est capable de traiter les données non pas grâce à des circuits logiques numériques, mais avec des éléments qui imitent, en forme simplifiée, les neurones et les synapses du cerveau biologiques. Quand un réseau comme celui-ci est exposé à de nouvelles données, il apprend et les synapses artificielles qui relient les neurones ajustent l’intensité des connexions des neurones entre eux<ref>{{Lien web|langue = anglais|titre = new-memristors-could-usher-in-bionic-brains|url = http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/memory/new-memristors-could-usher-in-bionic-brains|site = spectrum.ieee.org|date = 14 mai 2015|consulté le = 20 mai 2015}}</ref>.

== Références ==
<References/>

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* {{...}}
=== Liens externes ===
* [http://news.bbc.co.uk/1/hi/technology/7377063.stm BBC News - Electronics' 'missing link' found] 01 May 2008
* [http://www.nature.com/news/2008/080430/full/news.2008.789.html Nature News - Found: the missing circuit element] 30 Apr 2008
=== Bibliographie ===
* {{Article |langue=en |prénom1=Matthew J. |nom1=Marinella |prénom2=A. Alec |nom2=Talin |titre=Molecular memristors offer a path to ultra-efficient computing |périodique=Nature |volume=597 |numéro=7874 |date=2021-09-02 |issn=0028-0836 |issn2=1476-4687 |doi=10.1038/d41586-021-02323-x |lire en ligne=https://www.nature.com/articles/d41586-021-02323-x |consulté le=2021-09-02 |pages=36–37}}

{{Portail|physique|électronique}}

[[Catégorie:Composant passif]]