Memória <i>racetrack</i> poderá substituir discos rígidos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/11/2010

Como a memória racetrack armazena seus dados magneticamente, a energia só sendo necessária para movimentar os bits, os pesquisadores calculam que ela consumirá 300 vezes menos energia do que uma memória RAM de mesma capacidade.
[Imagem: IBM Almaden Research Center]

O que se pode esperar de um sistema de armazenamento de dados batizado de "pista de corridas"?

Os cálculos indicam que é factível contar com uma velocidade 100.000 vezes maior do que os discos rígidos atuais, gastando uma fração da energia e sendo ainda totalmente à prova de choque.

Memória racetrack

O conceito de racetrack memory, uma pista de corrida para bits, que promete criar discos rígidos sem partes móveis, foi lançada por um pesquisador alemão, em 2007.

Posteriormente, cientistas da IBM deram um toque na ideia, sinalizando com uma memória spintrônica que poderá ser fabricada em pastilhas 3D.

Enquanto em um HD os discos giram para movimentar os bits, fazendo-os passar pelas cabeças de leitura e gravação, na memória "pista de corrida" são os bits que se movem ao longo de fios estacionários, empurrados por pulsos de corrente elétrica, indo em direção ao leitor, o que dispensa motores e quaisquer outras partes móveis.

Agora, Mathias Klaui e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, deram um novo impulso ao conceito, trazendo-o mais próximo da viabilidade prática.

Pista de corrida de bits

A pista de bits é formada por nanofios de níquel-ferro. Os bits de informação são armazenados magneticamente no fio, como acontece nas fitas magnéticas - com a diferença substancial de que, na memória racetrack, não há partes móveis.

Para movimentar os bits ao longo da pista, usa-se uma corrente elétrica polarizada pelo spin, com o que se obtém uma velocidade de várias centenas de metros por segundo - para continuar a comparação com as fitas magnéticas, seria como ler uma fita VHS inteira em menos de um segundo.

O spin de um elétron pode estar apontando para uma direção ou para outra. Uma corrente de spin consiste em separar as duas classes de elétrons, transmitindo cada uma delas por uma rota diferente.

Para que a ideia seja factível, cada bit de informação deve ser cuidadosamente separado de seus vizinhos, para que os dados possam ser lidos com confiabilidade. Isto foi alcançado usando paredes de domínio com vórtices magnéticos para separar os bits adjacentes.

Klaui e seus colegas mediram o deslocamento dos vórtices magnéticos e descobriram que seu movimento físico permite velocidades de leitura muito maiores do que estava sendo calculado até agora.

O artigo que descreve o avanço, publicado na Physical Review Letters, mereceu um comentário dos cientistas da IBM que também trabalham no desenvolvimento da memória racetrack.

Eles não apenas ressaltaram a importância dos resultados, como parecem estar consistentes com suas previsões anteriores. Em 2008, eles estimavam que a memória spintrônica poderia chegar ao mercado em 10 anos. Agora, eles arriscaram um período de 5 a 7 anos.

Boot instantâneo

Milhões ou mesmo bilhões de nanofios podem ser incorporados em um único chip, inclusive superpostos em estruturas tridimensionais, criando cartões de memória racetrack com capacidades muito acima do que se espera ser alcançado com os discos rígidos.

O consumo de energia é baixo mesmo quando se compara com as atuais memórias RAM. Para manter seus dados, a memória RAM precisa ser alimentada mais de um milhão de vezes por segundo. Assim, mesmo sem uso, um computador consome cerca de 300 mW apenas para manter seus dados na RAM.

Como a memória racetrack armazena seus dados magneticamente, a energia só sendo necessária para movimentar os bits, os pesquisadores calculam que ela consumirá 300 vezes menos energia do que uma memória RAM de mesma capacidade.

O mais esperado, contudo, é a velocidade de leitura dessas memórias spintrônicas, o que poderá significar computadores com boots instantâneos. Tão esperado quanto a memória universal.

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