Seamos realistas: si bien la Ley de Moore puede no estar completamente muerta, ha estado en soporte vital por un tiempo. Atrás quedaron los días de mejoras de rendimiento «fáciles» a partir de la mejora de los procesos de fabricación y la simple reducción del tamaño del transistor. En estos días, los equipos de I+D que buscan mejorar el rendimiento de los semiconductores año tras año tienen que diversificarse no solo en la arquitectura de transistores en sí, sino también en la ingeniería de materiales. La exploración de los elementos presentes en la tabla periódica podría dar a los semiconductores un diseño de mayor rendimiento, más pequeño y más eficiente energéticamente que el que puede proporcionar el silicio. Ahora, un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería de Stanford ha recurrido a uno de los metales más preciosos de la Tierra, el paladio, como un lugar potencial para arquitecturas de memoria más rápidas, más frescas y más eficientes energéticamente.
El enfoque del equipo de investigación se basa en la suposición de que hemos pasado de la era de Internet y ya estamos metidos hasta las rodillas en la era de la IA. Según Shan Wang, profesor de Leland T. Edwards en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford, la idea detrás de la investigación era «habilitar la inteligencia artificial en el borde (capacitación local en la computadora, el teléfono o el reloj inteligente de su hogar) para cosas como un ataque al corazón». detección o reconocimiento de voz».
Sin embargo, para hacer eso, agregó, nuestra cosecha tecnológica actual no será suficiente; necesitamos un tipo de memoria que haya aparecido una y otra vez en la prensa sin que se haya lanzado un solo producto al mercado: los memristores. Los memristores son un tipo de memoria no volátil que no requiere un flujo constante de electricidad para mantener los datos en sus bancos de memoria (consulte aquí para obtener un desglose más detallado de la tecnología de memristores). El primer autor del artículo, Mahendra DC, lo explicó mejor: «Estamos chocando contra una pared con la tecnología actual», dice DC. “Así que tenemos que averiguar qué otras opciones tenemos”.
Para romper ese muro, los investigadores seleccionaron un compuesto de paladio, manganeso paladio tres, que tiene las propiedades necesarias para finalmente (dicen) permitir que un diseño de memristor vea la luz del día. Parte de la lista de verificación se refiere a nuestra tecnología de fabricación de semiconductores actual: cualquier material que se considere para diseños de semiconductores novedosos tiene que lidiar con el hecho de que las líneas de suministro y las herramientas están arraigadas en el reino del silicio. Por lo tanto, cualquier compuesto alternativo idealmente podrá insertarse en los procesos de fabricación actuales sin la necesidad de cambios extensos (y costosos) en el proceso.
El manganeso paladio tres se ajusta a esa factura, pero la propiedad más importante del compuesto es la forma en que se manipulan sus partículas para convertirse en dispositivos de almacenamiento de memoria. La información aquí no se deriva de un estado de voltaje, como es el caso de los dispositivos de memoria estándar como NAND flash, sino de la manipulación de la orientación del espín de los electrones del compuesto. Esencialmente, los investigadores pueden manipular el campo magnético de un electrón, haciendo rebotar su centro entre los polos norte y sur. Luego, una de estas direcciones de giro (norte-sur o sur-norte) se hace para representar un 1 o un 0, desbloqueando el sistema binario detrás de la informática tal como la conocemos. Denominado «memoria de acceso aleatorio magnetorresistiva de torque de órbita de giro», o SOT-MRAM por un acortamiento necesario, este método de almacenamiento de datos de giro tiene el potencial de almacenar datos de manera más rápida y eficiente de lo que permite la tecnología actual, y también a densidades más altas.
Por supuesto, hay una gran advertencia en toda esta investigación: el paladio es actualmente casi tan caro como el oro, pero también es un producto mucho más raro. Para empeorar las cosas, el 40 % del paladio del mundo se extrae actualmente en Sudáfrica, y un 44 % más se extrae en Rusia. Por lo tanto, la disponibilidad de paladio en sí misma podría ser un problema desde el lado logístico y geopolítico de la ecuación. Más allá de eso, el aumento de la demanda de paladio para SOT-MRAM sin duda elevaría aún más su precio. Todo esto deberá tenerse en cuenta al buscar nuevos diseños de transistores.
Con todo, la investigación es prometedora, pero como todas las noticias de memristor en la última década (y más), parece que todavía estamos parados al comienzo del proverbial camino de baldosas amarillas. Ya sea que veamos el castillo al final o cuándo, bueno, eso es para que el futuro nos lo diga.