Site Inovação Tecnológica - Nasce um novo tipo de memória RAM

Redação do Site Inovação Tecnológica -  17/01/2017

Os dados são gravados magneticamente na camada de Cr2O3, enquanto os eletrodos permitem ler e escrever os dados com uma tensão elétrica. [Imagem: T. Kosub/HZDR]

Para grandes e pequenas aplicações

Engenheiros alemães idealizaram uma nova arquitetura para as memórias RAM, utilizadas em virtualmente todos os equipamentos eletrônicos.

A vantagem é que essa nova arquitetura faz com que as memórias de acesso aleatório consumam apenas uma fração da energia exigida pelas atuais.

Isto é importante não apenas para os aparelhos portáteis, mas também para os grandes centros de dados, responsáveis pelo armazenamento de dados e aplicativos que rodam em nuvem, e que consomem tanta energia quanto cidades inteiras.

Memória magnetoelétrica antiferromagnética

Tobias Kosub e seus colegas das universidades de Basel e Dresden desenvolveram um novo tipo de memória conhecida como antiferromagnética - seu nome completo é AF-MERAM, sigla de memória de acesso aleatório magnetoelétrica antiferromagnética.

Ela é formada por uma fina camada de óxido de cromo intercalada entre dois eletrodos de platina ultrafinos, com apenas dois nanômetros de espessura. Quando uma tensão é aplicada a esses eletrodos, o óxido de cromo inverte seu estado magnético, o que equivale a escrever um bit. Se a tensão é novamente aplicada, o dado é apagado - o efeito em operação é conhecido como Efeito Hall Anômalo.

A grande vantagem é que a tensão exigida é muito baixa. "Em comparação com outros conceitos, nós conseguimos reduzir a tensão por um fator de 50. Isto nos permite escrever um bit sem consumo excessivo de energia e sem aquecimento," disse Kosub.

A nova memória já funciona a temperatura ambiente, mas dentro de uma faixa de calor estreita. O próximo passo da equipe é justamente expandir essa janela termal de operação.

As AF-MERAM têm vantagens sobre todos os outros tipos de memórias RAM. [Imagem: Tobias Kosub - 10.1038/NCOMMS13985]

A busca por novos tipos de RAM

As memórias RAM atuais são puramente elétricas, o que significa que elas são voláteis, perdendo rapidamente seus dados - isto exige um consumo constante de eletricidade porque os dados precisam ser continuamente regravados.

Existem alternativas, como as memórias magnéticas, ou MRAM, que não exigem regravação constante e, portanto, gastam menos energia. Mas sua gravação também exige uma corrente forte para que os dados sejam registrados com segurança.

Isto tem gerado um esforço em busca de alternativas às MRAM, sendo o principal alvo uma classe de materiais conhecidos como "antiferromagnetos magnetoelétricos", essencialmente ímãs ativados por uma tensão elétrica, e não por uma corrente. Mas eles têm-se mostrado difíceis de controlar, e até agora só podem ser lidos via ferromagnetos, o que elimina muitas das suas vantagens.

O objetivo principal, portanto, tem sido produzir uma memória magnetoelétrica puramente antiferromagnética. Este é justamente o resultado apresentado agora pela equipe alemã.

Bibliografia:

Purely antiferromagnetic magnetoelectric random access memory
Tobias Kosub, Martin Kopte, Ruben Hühne, Patrick Appel, Brendan Shields, Patrick Maletinsky, René Hübner, Maciej Oskar Liedke, Jürgen Fassbender, Oliver G. Schmidt, Denys Makarov
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 13985
DOI: 10.1038/NCOMMS13985