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  1. Processador revolucionário reúne cálculo e memória no mesmo chip Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/11/2020 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. Foto 1: A junção de memória e processamento no mesmo chip imita a forma como o cérebro humano funciona. [Imagem: EPFL/LANES] Foto 2: O processador com memória coloca a molibdenita quilômetros à frente do grafeno. [Imagem: EPFL/LANES] Bibliografia: Artigo: Logic-in-memory based on an atomically thin semiconductor Autores: Guilherme Migliato Marega, Yanfei Zhao, Ahmet Avsar, Zhenyu Wang, Mukesh Tripathi, Aleksandra Radenovic, Andras Kis Revista: Nature Vol.: 587, pages 72-77 DOI: 10.1038/s41586-020-2861-0 Fonte: Inovação Tecnológica https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=processador-com-memoria&id=010150201106#.X6lDTMJKhph
  2. Computação totalmente à base de carbono é viável Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2017 Roteiro mostra viabilidade de computação totalmente à base de carbono Os componentes spintrônicos de carbono não precisam de fios de conexão, comunicando-se uns com os outros por ondas eletromagnéticas. [Imagem: Joseph S. Friedman et al. - 10.1038/ncomms15635] Computação de carbono Um sistema computacional inovador, feito exclusivamente com componentes de carbono, pode ser uma alternativa mais barata e mais eficiente para substituir a atual eletrônica do silício, e dar sustentação à ideia de uma tecnologia à base de carbono. "O conceito reúne uma variedade de tecnologias em nanoescala já existentes e as combina de uma maneira nova," disse o professor Joseph Friedman, da Universidade do Texas, nos EUA. Essa combinação resulta em um tipo de lógica baseada no spin dos elétrons - spintrônica -, feita com componentes com potencial para serem menores do que qualquer transístor de silício, apresentarem maior desempenho e consumirem apenas uma fração da energia usada na eletrônica atual. Transístor spintrônico de carbono O transístor spintrônico totalmente de carbono funciona como uma porta lógica fundamentada em um princípio básico do eletromagnetismo: à medida que uma corrente elétrica se move através de um fio, ela cria um campo magnético que envolve o fio. Além disso, um campo magnético próximo a uma fita de carbono bidimensional - uma nanofita de grafeno - afeta a corrente que flui através da fita. Nos computadores tradicionais, e em toda a eletrônica, os transistores não podem explorar esse fenômeno. Em vez disso, seus componentes precisam estar conectados uns aos outros por fios metálicos. A saída de um transístor é conectada por um fio à entrada do próximo transístor, e assim por diante. No circuito spintrônico, os elétrons que se movem através de nanotubos de carbono - essencialmente pequenos fios ocos feitos de carbono - criam um campo magnético que afeta o fluxo de corrente em uma nanofita de grafeno próxima, o que permite criar portas lógicas em cascata - exatamente como no caso dos circuitos transistorizados - mas que não estão fisicamente conectadas. Ou seja, dentro do chip é tudo wireless. Processadores THz Como a comunicação entre cada nanofita de grafeno ocorre através de uma onda eletromagnética, em vez do movimento físico dos elétrons por um fio, a comunicação é muito mais rápida, com potencial para processadores que alcancem velocidades de clock na faixa dos terahertz - 1.000 GHz. Além disso, esses materiais de carbono podem ser menores do que os transistores de silício, que estão se aproximando dos seus limites de tamanho devido às propriedades físicas do silício - tanto os nanotubos quanto o grafeno são formados por camadas de carbono com apenas um átomo de espessura. Embora se baseie em ciência já estabelecida - e em várias demonstrações práticas isoladas -, o conceito de uma computação baseada em carbono como um todo foi demonstrada apenas teoricamente. Mas Friedman disse que sua equipe já está trabalhando na construção de um protótipo do sistema de computação spintrônica em cascata, feito apenas de carbono, tudo dentro de um chip essencialmente sem fios. Bibliografia: Cascaded spintronic logic with low-dimensional carbon Joseph S. Friedman, Anuj Girdhar, Ryan M. Gelfand, Gokhan Memik, Hooman Mohseni, Allen Taflove, Bruce W. Wessels, Jean-Pierre Leburton, Alan V Sahakian Nature Communications Vol.: 8, Article number: 15635 DOI: 10.1038/ncomms15635 Fonte: Inovação Tecnológica http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=computacao-a-base-carbono&id=010110171113#.WqkuCGrwZpg

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