Pesquisadores da Universidade da Califórnia conseguiram melhorar em mil vezes a eficiência energética das memórias MeRAM utilizando uma tensão elétrica, em lugar de um fluxo de corrente elétrica.
MeRAMs são memórias magnetoelétricas, uma memória híbrida que não perde os dados na ausência de energia, ou seja, os computadores poderão ter uma inicialização instantânea. Elas são promissoras por combinarem várias potencialidades, que estão sendo aprimoradas para que elas possam substituir as atuais memórias usadas em computadores, celulares e outros aparelhos eletrônicos.
Além disso, elas são muito mais rápidas do que outras memórias não-voláteis, como as memórias flash usadas pelos pendrives e cartões de memória, e também possuem maior densidade, guardando mais dados em menos área. “Uma vez transformadas em um produto, as vantagens das MeRAMs em relação às outras memórias não se limitarão à sua baixa dissipação de energia; igualmente importante, elas permitirão a construção de memórias RAM extremamente densas, o que poderá abrir novas áreas de aplicação onde o custo e a capacidade atualmente são limitadores,” disse Pedram Khalili, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.
Atualmente, as memórias magnéticas são baseadas na tecnologia transferência de torque por meio da rotação do spin (STT – spin-transfer torque), que utiliza, além de sua carga elétrica, a propriedade magnética dos elétrons – o spin. As memórias STT-RAM usam uma corrente elétrica para mover os elétrons para gravar os dados.
Apesar de a tecnologia STT ser superior em muitos aspectos às tecnologias de memória concorrentes, o seu mecanismo de gravação baseado em uma corrente elétrica ainda requer uma certa quantidade de energia, o que significa que ela gera calor quando os dados são escritos. Além disso, sua capacidade de armazenamento é limitada pelo grau de proximidade em que os bits de dados podem ser fisicamente colocados, um processo limitado pelas correntes necessárias para escrever a informação.
Por sua vez, a baixa capacidade em termos de bits se traduz em um custo por bit relativamente elevado, o que limita a gama de aplicações das STT-RAM – o que não impediu que suas muitas outras vantagens a colocassem no mercado como um produto real.
Animados com a chegada das STT-RAM ao mercado, os pesquisadores resolveram apostar alto nas MeRAM, substituindo a corrente elétrica usada na tecnologia STT para gravar dados por uma elevação de tensão. Com isso, é eliminada a necessidade de mover grandes quantidades de elétrons através de fios, passando a usar a tensão – a diferença de potencial elétrico – para chavear os bits magnéticos e gravar as informações na memória. Como resultado, foi criada uma memória não-volátil que gera muito menos calor, tornando-se até mil vezes mais eficiente em termos energéticos. E a memória pode ser até cinco vezes mais densa, com mais bits de informações gravados na mesma área física, o que também reduz o custo por bit.
A memória MeRAM usa estruturas em nanoescala chamadas junções magnético-isolantes controladas por tensão. Essas estruturas são compostas por várias camadas empilhadas umas em cima das outras, incluindo duas compostas de materiais magnéticos. Enquanto a direção magnética de uma camada é fixa, a outra pode ser manipulada por meio de um campo elétrico. Cada célula dessas é projetada para ser especialmente sensível a campos elétricos.
Quando o campo elétrico é aplicado, isso resulta em uma variação de tensão – uma diferença de potencial elétrico entre as duas camadas magnéticas. Essa tensão acumula ou esgota os elétrons na superfície dessas camadas, o que representa os bits de informação na memória.
Com informações de Inovação Tecnológica