Memórias magnéticas rompem seus limites de velocidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/08/2008

[Imagem: PTB]

Todos conhecem as vantagens e as desvantagens das atuais memórias de computador. As DRAMs e SRAMs (memórias de acesso aleatório dinâmicas e estáticas) são muito rápidas, mas perdem os dados quando a energia é desligada.

MRAM - Memórias magnéticas

Suas pretensas substitutas, as memórias de acesso aleatório magnéticas, ou MRAMs, sofrem com a inversão desses dois ítens: elas não perdem os dados na falta de energia, mas ainda são muito lentas para serem adotadas nos computadores.

Essa sua lentidão deve-se a um limite de velocidade que se acreditava insuperável e que se deve à forma como as MRAMs funcionam.

Gravando bits magnéticos

As últimas gerações de MRAMs têm seus bits magnéticos gravados por meio de um fenômeno conhecido como efeito de torque do spin.

Usando o efeito de torque que o spin impõe sobre a magnetização da célula de memória, o estado desta célula pode ser alterado com a aplicação de um pulso elétrico. Uma corrente positiva induzirá a magnetização do spin num sentido (um estado digital representativo de um 0), enquanto uma corrente negativa induzirá a magnetização do spin no sentido oposto (um estado digital representativo de um 1).

Precessão

O pulso de corrente induz um movimento rotacional na magnetização da célula de memória - a chamada precessão, ou alteração de sentido. Normalmente a magnetização deve passar por várias voltas precessionais para que se garanta uma reversão segura na magnetização.

Desta forma, os protótipos de memórias MRAM baseados no efeito de torque do spin devem operar com longos pulsos de corrente, com duração ao redor de 10 nanossegundos, o que funciona como um limite de velocidade para estas memórias magnéticas não-voláteis.

Velocidade das memórias magnéticas

Agora, pesquisadores do Instituto Técnico Federal de Física, da Alemanha, conseguiram demonstrar experimentalmente que é possível chavear a magnetização do spin com apenas uma volta precessional, levando sua velocidade ao limite teórico máximo. Isto torna as memórias magnéticas tão rápidas quanto qualquer outra memória não-volátil.

No novo processo, chamado de chaveamento balístico, a reversão da polarização do spin é feita com um pulso elétrico de curtíssima duração, na verdade, o mais curto teoricamente possível, permitindo que as MRAMs possam operar com ciclos de escrita menores do que 1 nanossegundo - o equivalente a taxas de operação acima de 1 GHz.

A magnetização balística foi conseguida pelo ajuste preciso dos parâmetros do pulso de corrente elétrica, combinado com um pequeno campo magnético de ajuste.

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