Processador revolucionário reúne cálculo e memória no mesmo chip
Lógica sobre memória
Um engenheiro brasileiro, atualmente trabalhando na Suíça,
liderou uma equipe que desenvolveu um processador de computador que combina
duas funções - operações lógicas e armazenamento de dados - em uma única
arquitetura.
É um grande avanço para a eletrônica e para a informática,
uma vez que a união de computação e armazenamento no mesmo chip - também
conhecida como "arquitetura lógica-sobre-memória" - dispensa a troca
de dados entre processador e memória, tornando os computadores mais rápidos e com
menor consumo de eletricidade.
Essa junção também era longamente esperada por seu
potencial impacto no processamento de algoritmos de inteligência artificial.
O avanço histórico foi liderado por Guilherme Migliato
Marega, engenheiro eletricista formado pela USP (Universidade de São Paulo),
que atualmente trabalha na Escola Politécnica Federal de Lausanne.
Molibdenita
Para quem duvidava que o grafeno estava sendo deixado para trás na
corrida rumo a uma era pós-silício, o novo chip é feito de um outro material
monocristalino (2D), a molibdenita (MoS2).
A molibdenita, um material que consiste em uma única
camada com três átomos de espessura, é um excelente semicondutor e já é o
componente mais pesquisado no campo da fotônica (processadores que funcionam com
luz em vez de eletricidade) e da spintrônica (uma espécie de meio caminho
entre a eletrônica e a computação quântica).
Processador e memória juntos
O novo processador
lógica-sobre-memória é feito com transistores de efeito de campo (FET) de
portas flutuantes (FGFETs).
A vantagem desses transistores é
que eles podem reter cargas elétricas por longos períodos - é por isso que eles
são usados em memórias flash para câmeras, celulares e computadores.
E as propriedades elétricas
exclusivas da molibdenita tornam este semicondutor particularmente sensível a
cargas armazenadas em FGFETs, o que permitiu a criação de circuitos que
funcionam tanto como células de armazenamento de memória quanto como
transistores programáveis.
Ao usar a molibdenita, a equipe
conseguiu incorporar várias funções de processamento em um único circuito com
memória e alterar ambos conforme desejado.
"Essa capacidade dos
circuitos de realizar duas funções é semelhante à forma como o cérebro humano
funciona, onde os neurônios estão envolvidos tanto no armazenamento de memórias
quanto na realização de cálculos mentais," comparou o professor Andras
Kis, coordenador da equipe.
"O projeto do nosso circuito
tem várias vantagens: Ele pode reduzir a perda de energia associada à
transferência de dados entre unidades de memória e processadores, diminuir a
quantidade de tempo necessária para operações de computação e diminuir a quantidade
de espaço necessária. Isso abre as portas para dispositivos menores, mais
potentes e com maior eficiência energética," acrescentou Kis.
Embora ainda seja um protótipo, a
equipe está entusiasmada com a capacidade de levar a nova arquitetura rumo aos
aparelhos eletrônicos e computadores vendidos no mercado: "Fizemos
nosso primeiro chip há dez anos à mão. Mas, desde então, desenvolvemos
um processo de fabricação avançado que nos permite fazer 80 ou mais chips em
uma única rodada, com propriedades bem controladas," disse Kis.
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