Vamos enfrentá-lo: embora a Lei de Moore possa não estar completamente morta, ela está no suporte de vida há algum tempo. Longe vão os dias de melhorias de desempenho “fáceis” com a melhoria dos processos de fabricação e a simples redução do tamanho do transistor. Atualmente, as equipes de P&D que buscam melhorar o desempenho dos semicondutores ano após ano precisam se dedicar não apenas à própria arquitetura do transistor, mas também à engenharia de materiais. A exploração dos elementos presentes na tabela periódica pode dar aos semicondutores um design mais eficiente, menor e energeticamente eficiente do que o silício pode fornecer. Agora, uma equipe de pesquisa da Escola de Engenharia de Stanford transformou-se em um dos metais mais preciosos da Terra – paládio – como um local potencial para arquiteturas de memória mais rápidas, mais frias e mais eficientes em termos de energia.
A abordagem da equipe de pesquisa é baseada na suposição de que fizemos a transição da era da Internet e já estamos mergulhados na era da IA. De acordo com Shan Wang, o professor Leland T. Edwards na Escola de Engenharia da Universidade de Stanford, a ideia por trás da pesquisa era “permitir AI on edge – treinando localmente em seu computador doméstico, telefone ou smartwatch – para coisas como ataque cardíaco detecção ou reconhecimento de fala.”
No entanto, para fazer isso, ele acrescentou, nossa safra tecnológica atual não é suficiente; precisamos de um tipo de memória que voltou a funcionar na imprensa sem que um único produto fosse lançado no mercado: os memristores. Os memristores são um tipo de memória não volátil que não requer um fluxo constante de eletricidade para manter os dados em seus bancos de memória (confira aqui uma análise mais detalhada da tecnologia de memristores). O primeiro autor do artigo, Mahendra DC, explicou melhor: “Estamos atingindo um limite com a tecnologia atual”, diz DC. “Portanto, temos que descobrir quais outras opções temos.”
Para quebrar essa barreira, os pesquisadores escolheram um composto de paládio, manganês paládio três, como tendo as propriedades necessárias para finalmente (dizem eles) permitir que um projeto de memristor veja a luz do dia. Parte da lista de verificação pertence à nossa atual tecnologia de fabricação de semicondutores: qualquer material considerado para novos projetos de semicondutores deve lidar com o fato de que as linhas de ferramentas e suprimentos estão entrincheiradas no reino do silício. Portanto, qualquer composto alternativo poderá, idealmente, ser inserido nos processos de fabricação atuais sem a necessidade de alterações extensas (e caras) no processo.
O paládio de manganês três se encaixa nessa conta, mas a propriedade mais importante do composto é a maneira como suas partículas são manipuladas para se tornarem dispositivos de armazenamento de memória. As informações aqui são derivadas não de um estado de tensão, como é o caso de dispositivos de memória padrão, como flash NAND, mas da manipulação do rodar orientação dos elétrons do composto. Essencialmente, os pesquisadores são capazes de manipular o campo magnético de um elétron, refletindo seu centro entre os pólos norte e sul. Em seguida, uma dessas direções de rotação (norte-sul ou sul-norte) é feita para representar um 1 ou um 0 – desbloqueando o sistema binário por trás da computação como a conhecemos. Chamado de “memória de acesso aleatório magnetoresistivo de torque de rotação”, ou SOT-MRAM para um encurtamento necessário, este método de armazenamento de dados de rotação tem o potencial de armazenar dados de forma mais rápida e eficiente do que a tecnologia atual permite – e em densidades mais altas também.
Claro, há uma grande ressalva em toda essa pesquisa: o paládio é atualmente quase tão caro quanto o ouro, mas também é uma mercadoria muito mais rara. Para piorar a situação, 40% do paládio do mundo é atualmente extraído na África do Sul, com 44% a mais sendo extraído na Rússia. Portanto, a própria disponibilidade de paládio pode ser um problema do lado logístico e geopolítico da equação. Além disso, o aumento da demanda por paládio para SOT-MRAM certamente aumentaria ainda mais seu preço. Tudo isso precisará ser considerado ao buscar novos projetos de transistores.
Em suma, a pesquisa é promissora, mas, como todas as notícias sobre memristor na última década (e mais), parece que ainda estamos no início da proverbial estrada de tijolos amarelos. Se ou quando veremos o castelo no final, bom, isso fica para o futuro nos dizer.