Batido recorde de gravação de dados em memórias ferroelétricas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2010

Para gravar os dados, um pulso elétrico é enviado até a ponta do braço, mudando a polarização elétrica e a constante dielétrica não-linear em um pequeno ponto no substrato abaixo. Cada um desses pontos representa um bit da memória.
[Imagem: Yasuo Cho]

Cientistas da Universidade Tohoku, no Japão, bateram o recorde de gravação de dados em memórias ferroelétricas, um tipo promissor de memória que promete computadores que não perdem os dados quando desligados.

A marca atingida, de 4 trilhões de bits por polegada quadrada, é cerca de oito vezes a densidade dos discos rígidos mais avançados produzidos hoje.

Gravação ferroelétrica

O dispositivo de gravação, em tudo semelhante às cabeças de gravação atuais, consiste em um minúsculo braço oscilante que flutua sobre a superfície do material ferroelétrico - um tipo de material que tem a propriedade de permanecer eletricamente polarizado mesmo na ausência de um campo elétrico polarizador.

Para gravar os dados, um pulso elétrico é enviado até a ponta do braço, mudando a polarização elétrica e a constante dielétrica não-linear em um pequeno ponto no substrato abaixo. Cada um desses pontos representa um bit da memória.

Para ler os dados, o braço detecta variações na constante dielétrica ao longo do material, detectando as regiões alteradas - esse processo de leitura ainda é lento e precisa ser melhorado.

"Nós esperamos que esse sistema de armazenamento ferroelétrico de dados seja um candidato para substituir os discos rígidos magnéticos ou as memórias flash, pelo menos em aplicações que demandem alta densidade de dados e pequenas dimensões físicas," disse Yasuo Cho, um dos autores da pesquisa.

Bits que vazam

Em experimentos anteriores, os pesquisadores haviam se deparado com um problema: quando os dados eram gravados em bits consecutivos, muito próximos uns aos outros, os pontos polarizados no material se expandiam, coalescendo com seus vizinhos, o tornava impossível ler os dados de volta com confiabilidade.

Cho e seu colega Kenkou Tanaka desenvolveram uma técnica para antecipar sequências de bits consecutivos nos dados. Quando a repetição é detectada, eles reduzem a tensão de gravação em cerca de 10%, o que resulta em bits claros e distintos.

Vantagens e riscos

Embora o armazenamento ferroelétrico de dados tenha a vantagem de usar apenas métodos elétricos - sem dispositivos magnéticos ou termais - mesmo com o recorde agora alcançado as chamadas memórias FeRAM têm desafios a serem vencidos antes de chegarem ao mercado.

Os principais desafios estão no aumento da velocidade e precisão na leitura dos dados e no desenvolvimento de um substrato ferroelétrico de baixo custo, que as torne economicamente viáveis.

Outra ameaça a essa tecnologia emergente é que, enquanto as memórias ferroelétricas continuam nos laboratórios, as atuais tecnologias de armazenamento de dados estão avançando continuamente e ameaçam superar seu potencial.

O fabricante de discos rígidos Seagate, por exemplo, afirmou recentemente estar se preparando para alcançar uma densidade de 50 trilhões de bits por polegada quadrada a médio prazo.

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