Memoria universale magnetica: innovazione a basso consumo

Gli scienziati sviluppano una “memoria universale” magnetica ultra-efficiente, che consuma molta meno energia rispetto ai prototipi precedenti

Gli scienziati giapponesi hanno recentemente sviluppato una nuova tipologia di memoria universale magnetica, capace di essere significativamente più veloce e meno avida di energia rispetto ai moduli utilizzati oggi nei migliori computer portatili e PC.

Questa tecnologia rappresenta un passo fondamentale per migliorare le prestazioni dei dispositivi di calcolo, riducendo al contempo i consumi energetici, un aspetto sempre più cruciale nell’evoluzione dell’informatica moderna.

La MRAM: una soluzione innovativa per la memoria dei computer

La Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM) è un tipo di dispositivo di memoria universale che potrebbe superare alcune delle limitazioni della memoria RAM tradizionale, la quale tende a rallentare nei periodi di carico massimo a causa di una capacità relativamente bassa.

La memoria universale, come la MRAM, è in grado di combinare la velocità della RAM esistente con la capacità di immagazzinare informazioni senza bisogno di alimentazione continua, una caratteristica tipica dei dispositivi di memoria di massa.

La memoria universale come la MRAM rappresenta una proposta decisamente più interessante rispetto ai componenti attualmente utilizzati nei computer e nei dispositivi intelligenti. Essa offre velocità superiori, capacità molto maggiori e una resilienza migliore rispetto alle soluzioni esistenti.

Questi miglioramenti potrebbero portare a una trasformazione radicale dell’architettura dei dispositivi informatici, facendo avanzare ulteriormente la potenza di calcolo e l’affidabilità dei sistemi.

Tecnologie avanzate per una scrittura dei dati a basso consumo energetico

Una delle principali sfide nell’uso della MRAM è rappresentata dai consumi energetici elevati durante la scrittura dei dati. In passato, per modificare la direzione di magnetizzazione delle giunzioni tunnel magnetiche (MTJ) — il cuore della tecnologia MRAM — era necessario un alto consumo di energia elettrica. Questo rendeva difficile l’utilizzo della MRAM nei sistemi informatici più diffusi.

Tuttavia, un gruppo di ricercatori giapponesi ha recentemente trovato una soluzione a questo problema, sviluppando una nuova componente in grado di ridurre significativamente il fabbisogno energetico per commutare la polarità magnetica nelle MRAM.

Il loro metodo innovativo utilizza un campo elettrico per gestire il passaggio dei dati all’interno dei dispositivi MRAM, riducendo così il consumo energetico senza compromettere le prestazioni.

Questa tecnologia di nuova generazione si basa sull’uso di una struttura multiferroica, che consiste in un materiale ferromagnetico e in un materiale piezoelettrico, con uno strato di vanadio ultrafine tra di essi. Quest’ultima innovazione consente di magnetizzare il materiale grazie all’applicazione di un campo elettrico, una caratteristica che lo distingue dalle tradizionali soluzioni MRAM.

Il vanadio agisce come un “buffer” che facilita la stabilità direzionale della magnetizzazione, un problema che affliggeva le versioni precedenti della tecnologia. L’introduzione di questo strato permette, infatti, di mantenere una magnetizzazione stabile anche dopo che il carico elettrico è stato rimosso, consentendo una conservazione delle informazioni senza bisogno di alimentazione continua.

Prospettive future per la memoria nei dispositivi informatici

Il prototipo di MRAM sviluppato dai ricercatori giapponesi potrebbe rappresentare la base per una nuova generazione di memorie per i sistemi informatici commerciali, migliorando non solo la potenza di calcolo, ma anche la durata e l’affidabilità dei dispositivi stessi.

L’innovativo metodo di commutazione a basso consumo energetico potrebbe rendere possibile un utilizzo più ampio della MRAM in sistemi embedded e in dispositivi che richiedono prestazioni elevate con un impatto ambientale ridotto.

Nonostante i progressi significativi, lo studio non ha ancora esaminato la degradazione nell’efficienza di commutazione nel lungo periodo, un aspetto che potrebbe essere un problema comune a una vasta gamma di dispositivi elettrici.

Tuttavia, i ricercatori sono ottimisti: la resilienza maggiore della nuova tecnologia rispetto alle RAM tradizionali e l’assenza di parti mobili potrebbero renderla una soluzione ideale per i dispositivi moderni, prolungandone la vita utile.

In conclusione, la nuova MRAM sviluppata potrebbe rivoluzionare il panorama dei dispositivi informatici commerciali, permettendo di superare i limiti delle tecnologie attuali grazie a una maggiore efficienza energetica e una capacità di memoria superiore.

Con l’evoluzione di questa tecnologia, ci si aspetta che nei prossimi anni i computer, i dispositivi intelligenti e le applicazioni mobili possano trarre enormi benefici, migliorando non solo le prestazioni, ma anche l’efficienza complessiva dei sistemi. [fonte: Advanced Science]