Concorrente para memória universal destaca-se por sua rapidez, estabilidade e eficiência energética

As memórias de mudança de fase, conhecidas como PCM (Phase-Change Memory), emergem como uma das opções mais promissoras para os computadores futuros, a memória universal. Além de serem mais rápidas e energeticamente eficientes, destacam-se por sua aplicabilidade em arquiteturas neuromórficas, que imitam o funcionamento do cérebro humano para impulsionar a inteligência artificial.

Recentemente, pesquisadores da Universidade de Stanford, nos EUA, revelaram um novo material capaz de aprimorar a memória de mudança de fase. Essa tecnologia, que depende da alternância entre estados de alta e baixa resistência para representar os 0s e 1s dos computadores, promete ser ainda mais vantajosa para os futuros sistemas centrados em dados e IA.

O material inovador oferece uma combinação de características desejáveis, como velocidade, baixo consumo de energia, estabilidade, durabilidade elevada e a capacidade de ser fabricado em temperaturas compatíveis com processos comerciais. O professor Eric Pop destacou a abordagem holística, afirmando que estão aprimorando diversas métricas simultaneamente, tornando esse avanço um passo realista e industrialmente viável em direção a uma memória universal.

A inovadora memória foi desenvolvida com base em um composto denominado GST467, uma liga composta por quatro partes de germânio (Ge), seis partes de antimônio (Sb) e sete partes de telúrio (Te). A notação simplificada do nome refere-se à fórmula química Ge4Sb6Te7.

Superrede e memória universal

A equipe conseguiu integrar essa liga entre diversos outros materiais em escala nanométrica, formando assim uma superrede. Superredes são padrões organizados e densos compostos por diferentes elementos químicos, ao contrário da rede atômica de um cristal, que é formada por um único elemento, como o diamante de ouro.

O pesquisador Asir Khan destacou a velocidade de comutação excepcional proporcionada pela composição única da GST467. Ao incorporá-la na estrutura de dispositivos em nanoescala, alcançou-se baixo consumo de energia, resistência robusta, estabilidade notável e característica não volátil, capaz de manter seu estado por 10 anos ou mais.

A superrede GST467 supera diversas marcas de referência cruciais em sua área de atuação. Enquanto as memórias de mudança de fase podem apresentar uma “deriva” ao longo do tempo, indicando uma mudança gradual nos valores dos 0s e 1s, os testes revelam uma notável estabilidade nesta memória. Operando abaixo de 1 volt, em conformidade com os requisitos da tecnologia de baixo consumo de energia, ela também demonstra ser consideravelmente mais rápida do que uma unidade de estado sólido padrão.

Espaço reduzido

Além disso, a superrede compacta um número significativo de células de memória em um espaço reduzido. Os pesquisadores miniaturizaram seus protótipos para um diâmetro de 40 nanômetros. Embora não seja a máxima densidade possível, a equipe está atualmente desenvolvendo métodos para compensar esse tamanho, explorando a empilhagem vertical da memória. Esse método é viável devido à baixa temperatura de fabricação da superrede e às técnicas empregadas em sua criação.

O professor Eric Pop ressalta: “Embora existam tipos de memória de mudança de fase que podem ser um pouco mais rápidos, eles operam em tensões mais elevadas. Em todas essas tecnologias computacionais, há compensações entre velocidade e consumo de energia. O fato de conseguirmos realizar comutação em algumas dezenas de nanossegundos operando abaixo de um volt é uma conquista significativa.”

De acordo com Nature.

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