Memristor: A junção de resistores e memórias em um só componente

Publicamos a sugestão de nossa aluna Greicy como post do dia:

O resistor de memória ("Memristor") pode gerar um enorme impacto na maneira em que os dados são armazenados em computadores.

A idéia original do Memristor foi desenvolvida em 1971 por Leon Chua, engenheiro eletricista e professor da Universidade de Berkeley, CA. Um protótipo funcional agora foi desenvolvido por um time de cientistas nos laboratórios da HP.

Dentre outras coisas, o desenvolvimento pode ajudar na criação de chips de memória capazes de armazenar dados por muito mais tempo sem corrente elétrica, podendo algum dia dispensar o longo processo de boot dos computadores atuais. Também, estuda-se o uso do Memristor com uma possível substituição do chip de memória Flash, cujo prazo de validade é para aproximadamente 10 anos em condições normais de uso.

O funcionamento é relativamente simples: os pesquisadores construíram o protótipo colocando um filme microscópico de dióxido de titânio entre dois eletrodos, e aplicaram carga elétrica neles. "O Memristor guarda dados pois muda sua estrutura atômica quando a carga passa através dele".

Um Memristor teria o tamanho equivalente ao de um barco de 14,5 metros, enquanto que um componente comum (vísivel aos nossos olhos), o capacitor, teria tamanho equivalente ao da Lua. Através desse exemplo é possível ter uma idéia bem clara de por que é tão complexo trabalhar com nanotecnologia.

A nanotecnologia viabilizou a criação de diversas novas peças para os computadores. Entre tantos componentes, podemos citar os processadores, chipsets, memórias e muitos outros. Foi graças à nanotecnologia que as memórias (memória RAM) puderam ser desenvolvidas em tamanhos incrivelmente pequenos.

Contudo, as memórias RAM sempre sofreram com um grande problema. Desde que a computação surgiu, nunca conseguiram desenvolver memórias RAM que pudessem armazenar dados, mesmo que temporariamente,  sem a utilização de energia. Diferente dos dispositivos de armazenamento, as memórias RAM sofrem o problema de volatilidade, o que faz com que os sistemas sejam bem mais lentos do que poderiam ser. A lentidão ocorre justamente na transmissão de dados entre o disco rígido e a memória RAM.

Toda vez que você liga o seu computador, o sistema operacional deve ser enviado para a memória RAM (que é uma memória de alta velocidade), para que então o processador consiga acessar os dados do sistema sem demoras. Essa transferência de dados entre HD e memória sempre gerou problemas, e talvez seja um dos fatores que mais limita a evolução da computação. Todavia, este problema está para ser resolvido em breve.

O memristor é construído com nanotecnologia, portanto você jamais conseguirá vê-lo sem o auxílio de um instrumento apropriado. Abaixo você pode conferir uma imagem que mostra 17 memristores bem de perto.

Para  ter uma ideia do tamanho real, basta dizer que os memristores têm a largura de 50 nanômetros, o que equivale a menos de 200 átomos.

O memristor tende a revolucionar completamente a informática. Por ser um tipo de memória em tamanho nano, ele ocupa pouquíssimo espaço físico, o que levará as fabricantes de memória a investirem nesse ramo. Evidentemente, além do espaço, o memristor é mais rápido em todos os sentidos, principalmente por armazenar os dados sem a necessidade de energia.

Imagine que interessante: por acaso acaba a energia elétrica em sua casa e você não salvou nada do que estava aberto. Mas aí você lembra que seu computador já é dotado de memristores, os quais salvaram o estado do computador antes de tudo desligar e claro, eles não perderam as informações que estavam em sua tela.

 Companhias como a Sony, a Nintendo e a Microsoft poderão desenvolver video games dotados de uma velocidade tão incrível que não serão necessários “loadings” (carregamentos de fases e jogos) eternos. Além disso, os memristores poderão agilizar o processo de instalação dos jogos.

Como estamos falando de memória, não poderíamos deixar de salientar a possível utilização dos memristores em dispositivos de armazenamento. É muito provável que os memristores sejam o futuro do armazenamento, porque eles têm uma capacidade muito maior do que os HDs e os SSDs.

Para ter uma ideia, em apenas 1 cm² será possível armazenar 125 MB, ou seja, no mesmo espaço de um SSD comum será possível armazenar aproximadamente 1,5 TB (TeraBytes) ou quem sabe muito mais.

Além dos exemplos já citados, o memristor também deve ajudar a computação a chegar a um nível tão incrível de tecnologia que num futuro distante é possível que os memristores possam ser úteis para ajudar em sistemas parecidos com o cérebro humano. Isso mesmo, hoje já temos o reconhecimento facial e a leitura biométrica, porém, com os memristores essas tecnologias podem ser aprimoradas e poderão alcançar um nível de precisão incrível.

Inclusive, os sistemas que contarem com a tecnologia dos memristores poderão ter um nível de inteligência maior, sendo capazes de armazenar decisões e peculiaridades sobre os usuários dos computadores. Imagine como seria bom se o computador já soubesse o que você prefere, de modo que você não precisasse ficar se incomodando com atividades básicas.

Por exemplo, os memristores poderão armazenar os programas que você sempre abre na inicialização do sistema, assim você não precisaria clicar neles.

A HP anunciou que já tem protótipos do memristor e que está realizando diversos testes para que a tecnologia seja aperfeiçoada. A empresa ainda não cogitou a fabricação em larga escala. Até porque investir numa tecnologia nova é algo relativamente caro e também porque a empresa talvez pense em firmar alguns contratos antes de produzir os memristores para adaptação em componentes de outras fabricantes.

Espera-se que os primeiros produtos (memórias e dispositivos de armazenamento) com memristores cheguem aos fabricantes antes de 2012, de forma que os produtos devem estar disponíveis por volta de 2015.