Material de chip mil vezes mais veloz que silício é estudado

São Paulo - Cientistas das universidades de Cambridge, Singapura e do instituto A*STAR Data-Storage exploram as possibilidades de substituir o silício usado em processadores por materiais de mudança de fase.

Os resultados dos testes realizados pela equipe liderada por Desmond Loke indicam que os componentes podem atingir velocidades de 500 a 1 mil vezes maiores do que os processadores mais modernos do mercado.

A tecnologia dos transistores atuais é construída em silício. A proposta é mudar o material básico desse elemento para criar novos circuitos eletrônicos.

Em termos práticos, a ideia é substituir processadores e memória RAM por um novo tipo de processador, economizando a energia — uma vez que o processo de manutenção de dados não precisa de tanta eletricidade quanto as atuais memórias RAM.

Segundo o estudo, publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences no final de setembro, essas células de armazenamento não volátil (ou seja, que não perdem os dados se interrompida uma corrente elétrica) permitem também unir o processador e a memória RAM.

Isso porque graças à mudança de fase, que é usada, por exemplo, por DVDs regraváveis, é possível a alternância entre duas fases estruturais uma amorfa isolante e outra cristalina e condutora de eletricidade.

Essencialmente, as operações lógicas e a memória ficam no mesmo local.

Esse processo não é novo, é amplamente conhecido pela comunidade científica que materiais de mudança de fase podem mudar de forma dependendo da velocidade com a qual são resfriados.

Com isso, é possível obter, além de condutividade, o estado amorfo, que oferece resistência significativa para o fluxo de elétrons.

O que os pesquisadores descobriram foi uma forma de alternar entre as fases com intervalo de bilionésimos de segundos usando pulsos elétricos muito curtos.

Para isso, eles usaram um vidro calcogênio para criar um processador baseado em materiais de mudança de fase.

O vidro pode ser derretido levando o material ao estado amorfo, dessa forma, conservando os dados.

“Idealmente, nós gostaríamos que as informações fossem tanto geradas quanto armazenadas no mesmo local”, afirmou Loke.

"O silício é transitório: a informação é gerada, passa e tem que ser armazenada em algum outro lugar. Mas usando dispositivos lógicos PCM, a informação permanece no lugar onde ela é gerada."

Um entrave encontrado no uso de materiais de mudança de fase é que eles não são tão velozes quanto os baseados em silício, além de haver um problema de estabilidade na fase amorfa.

Realizando as operações lógicas em reverso, colocando o estado cristalino antes, os pesquisadores conseguiram um desempenho mais veloz e estável.

Os cientistas continuam a buscar formas de aperfeiçoar o uso dos materiais não voláteis, que foram desenvolvidos nos anos 1960.

São Paulo - Cientistas das universidades de Cambridge, Singapura e do instituto A*STAR Data-Storage exploram as possibilidades de substituir o silício usado em processadores por materiais de mudança de fase.

Os resultados dos testes realizados pela equipe liderada por Desmond Loke indicam que os componentes podem atingir velocidades de 500 a 1 mil vezes maiores do que os processadores mais modernos do mercado.

A tecnologia dos transistores atuais é construída em silício. A proposta é mudar o material básico desse elemento para criar novos circuitos eletrônicos.

Em termos práticos, a ideia é substituir processadores e memória RAM por um novo tipo de processador, economizando a energia — uma vez que o processo de manutenção de dados não precisa de tanta eletricidade quanto as atuais memórias RAM.

Segundo o estudo, publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences no final de setembro, essas células de armazenamento não volátil (ou seja, que não perdem os dados se interrompida uma corrente elétrica) permitem também unir o processador e a memória RAM.

Isso porque graças à mudança de fase, que é usada, por exemplo, por DVDs regraváveis, é possível a alternância entre duas fases estruturais uma amorfa isolante e outra cristalina e condutora de eletricidade.

Essencialmente, as operações lógicas e a memória ficam no mesmo local.

Esse processo não é novo, é amplamente conhecido pela comunidade científica que materiais de mudança de fase podem mudar de forma dependendo da velocidade com a qual são resfriados.

Com isso, é possível obter, além de condutividade, o estado amorfo, que oferece resistência significativa para o fluxo de elétrons.

O que os pesquisadores descobriram foi uma forma de alternar entre as fases com intervalo de bilionésimos de segundos usando pulsos elétricos muito curtos.

Para isso, eles usaram um vidro calcogênio para criar um processador baseado em materiais de mudança de fase.

O vidro pode ser derretido levando o material ao estado amorfo, dessa forma, conservando os dados.

“Idealmente, nós gostaríamos que as informações fossem tanto geradas quanto armazenadas no mesmo local”, afirmou Loke.

"O silício é transitório: a informação é gerada, passa e tem que ser armazenada em algum outro lugar. Mas usando dispositivos lógicos PCM, a informação permanece no lugar onde ela é gerada."

Um entrave encontrado no uso de materiais de mudança de fase é que eles não são tão velozes quanto os baseados em silício, além de haver um problema de estabilidade na fase amorfa.

Realizando as operações lógicas em reverso, colocando o estado cristalino antes, os pesquisadores conseguiram um desempenho mais veloz e estável.

Os cientistas continuam a buscar formas de aperfeiçoar o uso dos materiais não voláteis, que foram desenvolvidos nos anos 1960.