|
nedoPC.orgElectronics hobbyists community established in 2002 |
|
|
Page 1 of 1
|
[ 14 posts ] |
|
Троичная ячейка памяти? Интересно обсудить
Author |
Message |
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Здравствуйте. Создать эту тему меня сподвигло три фактора (как собственно и зарегистрироваться на этом форуме), далее по пунктам: 1) Прочтение замечательной статьи на всем небезызвестном ресурсе Хабр, а именно: Разработка и производство троичных микросхем на обычном техпроцессе CMOS. 2) Давно вынашиваю идею которую все никак не могу проверить (суть раскрываю в содержании темы). 3) Собственно интерес обсудить описываемую идею. Возможно, что данный материал кого-то сподвигнет на другие/иные не менее интересные мысли, которые в последствии могут привести к созданию оригинального радиоэлемента/схемы/устройства. Итак, начнем: Справедливо оговориться заранее, что данная тема затрагивает область науки изучающей феромагнетики и их свойства в частности. Но не стоит пугаться, возможно кто-то сделает поспешные вывод и предположит, что я пытаюсь обсудить такое запоминающее устройство как [url=https://ru.wikipedia.org/wiki/Память_на_магнитных_сердечниках]память на магнитных сердечниках[/url] (в классическом ее представлении), но поспешу Вас обрадовать, - Нет! Хотя отсылки к ней, мы будем использовать в этой теме неоднократно. Большинство участников данного форума более/менее (а кто-то и подробно) представляют себе устройство двоичной памяти, и понимают проблемы представления состояния троичного сигнала на кристалле (который по сути состоит из дискретных элементов кремния), в конечном счете приводящие к тому же двоичному представлению информации, по какой бы архитектуре эти кристаллы не были бы выполнены! Предлагаемое автором устройство (элемент) в теории должен быть лишен классических недостатков представления троичной информации в ячейке памяти. Конструктивное исполнение описываемого устройства оригенально (по крайней мере поиск по патентным базам, за достаточно длинный промежуток времени, не дал абсолютно никаких результатов по конкретному способу/полезной модели и т.д). Само по себе устройство как радиотехнический элемент (компонент), возможно потребует наукоемких исследований в области ферромагнетиков, магнетизма, да и электротехнических изысканий в целом. Суть (не будем разводить [url=https://ru.wikipedia.org/wiki/Тавтология_(риторика)]тавтологию[/url]): Все знают, что такое [url=https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_конденсатор]конденсатор[/url]. Емкость C есть способность конденсатора принять (накопить и удержать) количество электричества Q в ампер-секундах, заряд Q в кулонах. Зависимость между зарядом Q и напряжением U на обкладках конденсатора, выражается формулой: Постоянная пропорциональности C называется емкостью. Сам конденсатор представляет собой пару металлических пластин (обкладок) находящихся на определенном расстоянии друг от друга. Изобразим простейший конденсатор: Рисунок 1. Простейший конденсатор. Где: w - ширина пластины (м); h - высота пластины (м); d - расстояние между пластинами (м); S - площадь пластины конденсатора (м^(2)). В данном случае диэлектриком конденсатора является воздух, и емкость соответственно находится по формуле: Где: C - емкость конденсатора (Ф); ε0 - диэлектрическая постоянная, или диэлектрическая проницаемость вакуума (ε0=8,859∙10^(-12) Ф/м); ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика (в данном случае проницаемость воздуха); S - площадь одной обкладки конденсатора (м^(2)); d - расстояние между обкладками (м). Известно, что конденсатор заряжается по закону: Рисунок 2. Графики напряжения и тока при заряде конденсатора. Более подробно можно посмотреть: Заряд и разряд конденсатора. Опираясь на формулу (2) не сложно понять, что емкость на прямую зависит от диэлектрической проницаемости диэлектрика конденсатора. Изобразим конденсатор между пластинами которого находится диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью: Рисунок 3. Конденсатор с диэлектриком. Его емкость также находится по формуле (2). Казалось бы, ну понятно, и что из этого. А теперь давайте подумаем: Рисунок 4. Воздействие магнитным полем (потоком) на конденсатор (диэлектрик). 1) Как поведет себя конденсатор (его заряд в частности) если мы начнем воздействовать на диэлектрик магнитным полем (потоком), с трех сторон "поляризации" x, y и z? 2) Поменяется ли его поляризация с пластины на пластину (с положительной на отрицательную, и наоборот). Т.е. сможем ли мы переместить заряд магнитным полем? 3) Изменит ли свои свойства диэлектрик, а соответственно и свою диэлектрическую проницаемость, и как следствие емкость? Казалось бы вопросы понятны, можно и поэкспериментировать, но что толку... Все равно не ясно как хранить состояние троичной информации... А давайте взглянем на следующую картинку (еще более интересную в техническом плане): Рисунок 5. Конденсаторный куб Threecitor (трицитор). Пусть так будет называться) По сути просто куб из 6 пластин (обкладок) которые в точках соприкосновения друг с другом, разделены изолирующим слоем (или частью диэлектрика). Изобразим для понимания: Рисунок 6. Threecitor в простом представлении. Такая конструкция обладает интересными свойствами. Дело в том, что как мы видим из рисунка 6 расстояние между пластинами (обкладками) одного из трех конденсаторов, равно ширине (ровно также как и высоте) пластины. А что это дает? А дает это то, что емкость при таких условиях (каким бы не был трицитор) всегда постоянна!!! И равна значению: ...... Ф. Но что это дает? А дает это то (на мой "беглый" взгляд), что при таких условиях мы може реализовать трицитор практически любого размера, например: со сторонами 1x1x1 (мм), соответственно. Уже интереснее, не правда ли) Попробуем добавить в такой трицитор диэлектрик и повоздействовать на него магнитным полем как в рисунке 4. Да к тому же в качестве диэлектрику пусть у нас выступает феррит... Рисунок 7. Threecitor с диэлектриком (диэлектрик специально нарисован больше, чтобы иметь представление). Кто то справедливо заметит, что феррит температурно-нестабильный материал по своим свойствам. И я соглашусь с этим, но давайте посмотрим в сторону аморфных нанокристаллических сплавов, которые по своим свойствам являются уникальными материалами, которые практически не изменяют свои параметры достаточно широком диапазоне температур, от -60 до +85 градусов цельсия это точно! Рисунок 8. Вариант исполнения катушек на Threecitor-е. Рисунок 9. Вариант исполнения катушек на Threecitor-е в случае микро исполнения. Стоит отметить, что я пытаюсь обратить внимание на возможность сочетания как емкостных свойств, индуктивных, так и свойств ферромагнетиков в частности. Самое интересное можноли "футболить" заряд с одной обкладки на другую??? Ровным счетом как и инвертировать, т.е. в таком случае значение NOT не просто нот, а именно можно построить инверсию трита информации именно как (-, 0, +)... По сути получается Ternary Core Memory своего рода... Как-то так)... А как Вы думаете: Сколько состояний можно хранить в таком трициторе/кубе??? Интересно было бы услышать Ваше мнение по данному вопросу. p.s. Представленные в сообщении схемы, рисунки, структуры и таблицы, а также доводы автора могут быть неточны или неполны. Приводятся для представления материала, и отражают общий вид, структуру и функциональность устройства (радиоэлемента). Мной приветствуется соавторство в патентном изыскании, как автора (представителя) полезной модели. Всех с праздником! Спасибо, с уважением.
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
Last edited by zhogar on 09 May 2020 09:41, edited 1 time in total.
|
09 May 2020 09:10 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
В современной flash-памяти, насколько я знаю, и так умеют хранить несколько уровней сигнала.
_________________ iLavr
|
09 May 2020 09:38 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Да, Вы правы. Один из множества вариантов. Но дело в том что это уровни сигнала. А я имею введу дискретное хранение трита (но не двоичное представление), - как вытекающее из сути описываемого устройства. И что самое важное - не хранение уровней.
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
09 May 2020 11:54 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Если у нас потенциальная логика, то мы и храним именно уровни сигнала. Именно три различных уровня, (но не двоичное представление) - здесь у нас это "табу". А вот фраза: напоминает "сферического коня в вакууме" - это во-первых, а во вторых с тех пор как разработали кубы памяти на многоотверстных ферритовых пластинахпришли к закономерному выводу, что индуктивные элементы в интегральной технологии плохо поддаются миниатюризации, следовательно, перспективы не имеют. И пузырьковая память этот вывод наглядно подтвердила.
_________________ iLavr
|
09 May 2020 14:18 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
10 May 2020 13:34 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
Я внимательно почитал еще раз весь материал с красивыми картинками, чтобы однозначно понять, "где тут собака порылась", или где Штирлиц "припрятал чемодан с пальчиками радистки Кэт"... Вся "покупка" начинается вот с этого момента: Это зависит от диэлектрика, если диэлектрик таков, что его Эпсилон изменяется под действием магнитного поля, то ёмкость конденсатора изменится согласно приведенной формуле. Если конденсатор никуда не подключен (нет утечек), его заряд никуда не денется. Изменится падение напряжения на конденсаторе, тоже, согласно приведенной выше формуле. Вот "поляризация с пластины на пластину" - термин странный какой-то, но если имеется в виду именно "сможем ли мы переместить заряд магнитным полем?" - однозначно НЕТ. А вот при сильном магнитном поле, пожалуй, можем переместить сами пластины с зарядом. Опять же - это видоизмененный первый вопрос: смотря какой диэлектрик и какие свойства, кроме диэлектрической проницаемости интересуют. Про изменение диэлектрической проницаемости в конденсаторе сказано в ответе на п. 1)Таким образом, физических предпосылок по созданию хранилища "состояния троичной информации" явно не наблюдается. Сам термин "состояние троичной информации" тоже некорректен, но единственное, что мы очевидно храним - это заряд конденсатора, который никуда не подключен.
_________________ iLavr
|
10 May 2020 13:38 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Еще как вариант трицитора, тоже интересно каковы будут его свойства (характеристики): Рисунок 10. Другой вариант исполнения трицитора. Где каждая из сторон есть обкладка конденсатора, соответственно. К тому же допустим попробовать каждую из обкладок исполнить из разных материалов: одна металл, другая феррит, третья кремний и т.д., сочетания в общем... Ну или как вариант (в простейшем представлении) чисто для ферритовой ячейки: Рисунок 11. Ферритовый куб Threeductor (тридуктор). Пусть тоже так будет называться) Рисунок 11.1 Другой вариант тридуктора. Где под цветными стержнями в "простейшем случае" подразумевается феррит, а L1-L6 обмотки, соответственно. Я бы и сам проверил, если бы у меня были приборы, такие как осцилограф и генератор сигналов. Точнее будет сказать: если бы я хотел услышать мнения специалистов (касаемо представленного ваше) по поводу элемента радиосхемы. Я бы не создавал тему на этом форуме, а создал ее к примеру на easyelectronics. Интересно именно обсудить как хранить трит информации (в ОЗУ) не прибегая к классическому двухбитному представлению, и как следствие к классическим архитектурным решениям. Поэтому создал тему именно на этом форуме. По мимо этого... Как было уже сказано мной в первом топике этой темы: Поэтому: Не последнее что стоило бы проверить, а именно: Как поведет себя феррит или другой ферромагнитный материал, в данном случае: изменит ли он свои ферромагнитные свойства (речь в первую очередь о магнитной проницаемости), если будет выступать именно в качестве диэлектрика, т.е. принимать заряд (поляризацию)... Сможем ли мы изменить индуктивность участка, где воздействуем зарядом, если можно так сказать... А если в качестве материала диэлектрика выступит кремний (его сплавы, которые обладали бы некими ферромагнитными или диэлектрическими свойствами), и при воздействии на такой материал магнитным или электрическим полем, он менял те или иные характеристики (как следствие обладал уникальными свойствами). И т.д. и т.п... А если это еще все с вариантами конструктивных сочетаний... И т.д. и т.п. Вот о чем основная речь! А со Штирлицем я не знаком) уж не знаю к счастью или к сожалению... Я лишь дал пищу для размышления, не более того, и поэтому оговорился ранее: Спасибо.
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
Last edited by zhogar on 11 May 2020 06:35, edited 3 times in total.
|
10 May 2020 14:17 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22586 Location: Silicon Valley
|
Ну вот примерно так хранить: http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?p=118175#p118175 (там всё честно троичное - ничего двухбитного)
|
10 May 2020 18:43 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Интересное решение. Вопрос к участникам форума: У кого есть RLC-метр, осцилограф (трех канальный) и генератор сигнала (двух канальный), могли бы проверить кое что, а именно: Собрать такой трицитор из обычных 6-ти квадратных токопроводящих пластин, например 1x1 см, соответственно. Стоит обратить внимание, что в качестве диэлектрика будет выступать воздух, а в местах стыковки пластин они должны быть отделены тонким слоем изолятора, - лакотканью например, или еще чем... 1) Замерить емкости противоположных пластин, и сравнить с расчетной. 2) Подключить по такой схеме: Рисунок 12. Эксперимент 1, с простейшим трицитором. Где на выходе генератора каналы 1 и 2 подавать частоту синусоидальных колебаний, различных частот, амплитуд и т.д. (вариации). А на входе осцилографа смотреть результат снимая значения с R3 и подовая на вход осцилографа. Интересно узнать (понять), какая форма сигнала получится на входе 3, осцилографа Канал 3. 1) Что это будет. Сложение сигнала каналов 1 и 2 генератора? разность? 2) И какого будет смещение по фазе? Форма сигнала? Ну и т.д... p.s. Возможно входы 1 и 2 осциллографа придется гальванически развязать разделительным конденсатором, для чистоты эксперимента, т.е. уменьшение влияние параметров этих входов на сам трицитор, - в разрыв одного из двух проводников, каналов 1 и 2. На схеме не указанно. Ну или как вариант еще: не будет ли такая схема является усилительной??? Рисунок 13. Эксперимент 2, с простейшим трицитором. p.s. Если думать по аналогии с индуктивностью, то возникает вопрос: Будит ли иметь (имеет ли) такое устройство, а в частности его диэлектрик, - гистерезисную модель какой либо из своих характеристик, за счет определенных свойств. Если да, то как корректно замерить (снять) такие параметры, по какой схеме?
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
11 May 2020 04:47 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Написал тут на почту одному хорошему человеку, с просьбой поучаствовать в обсуждении. К сожалению он не сможет участвовать в обсуждении темы, но зато предложил следующие (может кому будет интересно): | | | | Quote: По предложенной Вами идее могу сказать, что если использовать нанокристаллин, то он будет обладать хорошими ферромагнитными свойствами, но очень плохими диэлектрическими. А почему не использовать Вашу идею, но в плане 3-D конденсатора? Поляризацию диэлектрика конденсатора можно представить, как вращении диполя под действием электрического поля. Но диполь двумерный. Если он будет поворачиваться в плоскости, например, X-Y, то он уже не охватит плоскость X-Z и т.д. Таким образом, зарядив конденсатор в плоскости X-Y мы получим состояние, например "-1", когда мы подадим напряжение на пластины в плоскости X-Z, то заряд из X-Y исчезнет, но появится в X-Z, а это может быть значением "+1". При разрядке конденсатора во всех плоскостях мы получим "0". Три состояния.
Еще идея. Для хранения использовать два классических конденсатора с одной общей обкладкой, относительно которой они будут заряжаться. В одном из них хранятся отрицательные значения напряжения, а во втором -- положительные. Давайте проверим. Например, в первом хранится -5В, а во втором +5В. Если подсчитать их сумму, а это должен будет делать некий компаратор, то это будет ноль. Если оставить в первом -5В, а во втором ноль, то в сумме это будет -5В, если оставить +5В во втором, то в сумме это даст +5В. Если и в первом и во втором ноль, то в сумме также -- ноль. Получили три состояния. | | | | |
| | | | Quote: По магнитному полю скажу, что это поле действует на заряд только, если тот находится в движении. Здесь можно вспомнить ламповые кинескопы, где магнитная система отклонения направляла электронный луч. С ферромагнетиками ситуация интересная. Там, чем выше содержание железа, тем выше магнитная проницаемость и все остальные магнитные свойства, но пропорционально хуже свойства диэлектрические. Например, стандартный сердечник 400НМ для советских приёмников (ферритовый стержень) довольно хорошо работал с магнитной составляющей эл/магнитных КВ и СВ волн, но являлся электрическим проводником, а значит, отвратительным диэлектриком. Современные мета материалы типа метгласа также являются проводниками и не подойдут для конденсатора. Могу ошибаться, ответ поэтому такой: из ферромагнетика выйдет очень плохой конденсатор, либо, если в нём будет небольшое содержание железа -- плохой магнетик. | | | | |
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
12 May 2020 09:22 |
|
|
Lavr
Supreme God
Joined: 21 Oct 2009 08:08 Posts: 7777 Location: Россия
|
| | | | Quote: Поляризацию диэлектрика конденсатора можно представить, как вращении диполя под действием электрического поля. Но диполь двумерный. Если он будет поворачиваться в плоскости, например, X-Y, то он уже не охватит плоскость X-Z и т.д. Таким образом, зарядив конденсатор в плоскости X-Y мы получим состояние, например "-1", когда мы подадим напряжение на пластины в плоскости X-Z, то заряд из X-Y исчезнет, но появится в X-Z, а это может быть значением "+1". | | | | |
Вот это очень сомнительное утверждение с точки зрения физики. Диэлектрик, если он хороший, то все эти вращения влияют только на токи смещения. Если диэлектрик плохой, то через него будет утечка заряда... А так, чтобы если заряд был на одних пластинах, а в результате поляризации или чего другого ЭТОТ заряд ПЕРЕМЕСТИЛСЯ на другие пластины - это, на мой взгляд, ИЗ ОБЛАСТИ ФАНТАСТИКИ! Либо терминология в описании физических процессов здесь не совсем корректная... P.S. Посмотрел в Гугл:Гугл пишет, что "нанокристаллин" - это декоративная краска "ALURE CRYSTALLINE NANO"...
_________________ iLavr
|
13 May 2020 16:17 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
Касаемо первого топика: Тут я ошибся, прощу прощения. Постоянной емкости при любых размерах не получится, это видно из формулы (2), если произвести несложные преобразования, получим следующую формулу: Для трицитора с равными сторонами, параметр d, может быть заменен на w или h.
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
17 May 2020 02:00 |
|
|
zhogar
Writer
Joined: 08 May 2020 07:22 Posts: 11
|
_________________ «Всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением» (с) критерий социальной эффективности Парето.
|
17 May 2020 02:48 |
|
|
Shaos
Admin
Joined: 08 Jan 2003 23:22 Posts: 22586 Location: Silicon Valley
|
Было тут http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?f=39&t=10229&hilit=bubble - там выше Lavr давал ссылку: | | | | Lavr wrote: ... пришли к закономерному выводу, что индуктивные элементы в интегральной технологии плохо поддаются миниатюризации, следовательно, перспективы не имеют. И пузырьковая память этот вывод наглядно подтвердила. | | | | |
и тут http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?f=87&t=10886&hilit=bubble
|
17 May 2020 07:36 |
|
|
|
Page 1 of 1
|
[ 14 posts ] |
|
Who is online |
Users browsing this forum: No registered users and 43 guests |
|
You cannot post new topics in this forum You cannot reply to topics in this forum You cannot edit your posts in this forum You cannot delete your posts in this forum You cannot post attachments in this forum
|
|