Rumo aos nanoprocessadores 3D

Estrutura das sinapses artificiais empilhadas que serão usados nos nanoprocessadores 3D. [Imagem: Gina Adam/UCSB]

Uma equipe da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara desenvolveu o protótipo de um circuito base para a construção de um processador em nanoescala totalmente funcional.

O conceito envolve um circuito tridimensional, operando com base no quarto componente fundamental da eletrônica - o memoristor (ou memristor) - e de altíssima densidade, com o processador completo podendo ser empacotado em um cubo de 50 nanômetros de aresta.
"Em um computador normal, o processamento de dados e o armazenamento da memória são separados, o que retarda o processamento. O processamento dos dados diretamente dentro de uma estrutura de memória tridimensional permitirá que mais dados sejam armazenados e processados muito mais rapidamente," explicou Gina Adam, idealizadora do processador 3D.

Nanoprocessador 3D
Há um esforço em larga escala para o desenvolvimento desses nanoprocessadores 3D, contando, por exemplo, com o entusiasmo de um prêmio oferecido pelo Instituto Foresight para a construção de um processador simples de 8 bits dentro de uma estrutura de 50 x 50 x 50 nanômetros. A equipe de Santa Bárbara ainda não fez o trabalho completo, mas deu um passo importante para isso.
"Nossa contribuição é que melhoramos as características específicas dessa lógica e a projetamos para que ela pudesse ser construída em três dimensões", afirmou o professor Dmitri Strukov.
A chave para este desenvolvimento foi o uso de uma estratégia conhecida como "lógica de implicação material" e sua implementação com os memoristores. Um memoristor é um componente eletrônico cuja resistência elétrica depende das cargas e da direção dessas cargas que passaram pelo componente anteriormente, o que equivale a uma memória nativa do componente - por isso ele é também conhecido como sinapse artificial.

Lógica e memória juntos
Ao contrário da lógica convencional de computação, como a existente em nossos computadores, celulares e outros dispositivos eletrônicos, nesta nova forma de computação a operação lógica e o armazenamento de informações acontecem simultaneamente e localmente. Isto reduz muito a necessidade de componentes e de espaço normalmente utilizados para realizar operações lógicas e para mover dados entre os pontos de processamento (CPU) e armazenamento (memória).
O resultado do cálculo é imediatamente armazenado em uma célula de memória, o que impede a perda de dados no caso de falta de energia - uma função crítica nos sistemas autônomos, como na robótica e na Internet das Coisas.
"Como esta tecnologia ainda é nova, será necessário mais investigações para aumentar sua confiabilidade e sua vida útil, e demonstrar circuitos tridimensionais em grande escala densamente empacotados em dezenas ou centenas de camadas," disse Gina Adam.

Fonte: Inovação Tecnológica