Memristor: misturando memória com resistor

11/05/2008

Por ETHEVALDO SIQUEIRA

Até a semana passada, só eram conhecidos três elementos fundamentais para produção de circuitos integrados: os capacitores, os resistores e os indutores. Os cientistas, no entanto, previam a existência de um quarto elemento, uma espécie de resistor de memória a que se deu o nome de memristor, forma reduzida de memory resistor. O primeiro cientista a prever a existência do memristor foi Leon Chua, da Universidade de Berkeley, da Califórnia, há 37 anos.

Pois bem: a previsão de Leon Chua acaba de ser comprovada cientificamente pela equipe liderada pelo pesquisador Stanley Williams, dos laboratórios da Hewlett-Packard (HP). E tudo parece indicar que o mundo está diante de um novo salto tecnológico.

Para que serve o memristor? Com esse novo elemento dos circuitos, os cientistas esperam, de um lado, dar muito maior velocidade de partida às máquinas eletrônicas e, de outro, libertar as memórias da necessidade de serem permanentemente alimentadas por energia para sua conservação.
Com os recursos desse novo elemento, os computadores no futuro poderão ser ligados e desligados como uma lâmpada elétrica, num clique, de partida instantânea. Não teremos, então, que esperar aqueles dois ou três intermináveis minutos em que aguardamos a conclusão do processo de inicialização dos computadores.

Mais ainda: com circuitos dotados de memristores, poderão ser desenvolvidos sistemas de computação muito mais eficientes quanto ao consumo de energia, pois essas novas memórias serão capazes de reter a informação mesmo quando o equipamento estiver desligado. Na verdade, os cientistas ainda não sabem exatamente quantas outras aplicações poderão ter os memristores.

COMO FUNCIONA

Para facilitar o entendimento, costuma-se recorrer a uma analogia, comparando o resistor a um cano d’água. Quanto mais estreito, maior será a resistência que oferecerá à passagem da corrente elétrica. Quanto mais largo, menor será a resistência. No caso do memristor, a comparação seria apenas parcial, pois ele só oferece resistência quando a corrente flui num sentido, mas não no outro.

O memristor tem, ainda, outra diferença: ele transporta “lembranças” de seu passado. Mesmo quando desligamos a corrente elétrica do circuito, o memristor continua “lembrando” as características da corrente, sua intensidade, e por quanto tempo circulou. Esse é um efeito que não pode ser aplicado por nenhuma outra combinação de resistores, capacitores ou indutores. Por essas qualidades exclusivas, o memristor é considerado um elemento fundamental dos circuitos.

Outros cientistas observam, contudo, que esse mecanismo de retenção de memória já tem sido produzido, usando-se transistores e capacitores. Stanley Williams, no entanto, replica: “Isso, no entanto, exige uma montanha de transistores e capacitores para executar a tarefa de um único memristor.”
Para o professor João Antonio Zuffo, do Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Universidade de São Paulo (USP) “é provável que o memristor venha a ter numerosas aplicações interessantes, mas não se trata de um avanço revolucionário ou um breakthrough, como tem sido anunciado”. Além disso, observa o prof. Zuffo, as memórias do tipo flash já fazem muita coisa que se espera do memristor.

SMALLER, FASTER, CHEAPER

A microeletrônica nasceu praticamente com o transistor, dispositivo revolucionário inventado em 1947, por três cientistas dos Laboratórios Bell (William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain), para substituir as velhas válvulas a vácuo. Por sua invenção, esses três cientistas ganharam o Prêmio Nobel de Física de 1956.

O primeiro transistor já era 200 vezes menor do que uma válvula comum. Além disso, consumia muito menos energia, durava muito mais e era muito mais confiável do que as válvulas. Ao longo dos últimos 60 anos, o transistor vem evoluindo, tornando-se cada vez menor, mais rápido e mais barato, características sintetizadas em três palavras inglesas, que definem a própria microeletrônica: smaller, faster and cheaper.

Em 1958, surgia o primeiro circuito integrado, componente que reunia diodos, resistores, capacitores, transistores e indutores sobre uma pastilha de silício. Em quatro décadas, o processo de miniaturização dos componentes eletrônicos tem evoluído de tal forma que já permite reunir mais de um bilhão de transistores num único circuito integrado ou chip.

O mais extraordinário é que, ao longo dos últimos 50 anos, a microeletrônica se transformou na mais poderosa alavanca de transformação do mundo moderno. E a miniaturização não parece ter fim.
Gordon Moore, um dos fundadores da Intel, previu em 1964 que os circuitos integrados dobrariam o número de componentes a cada 18 ou 24 meses. Sua previsão foi, na verdade, uma percepção intuitiva tão certeira que passou a ser conhecida por Lei de Moore, pois os circuitos integrados, dos anos 1960 até hoje, têm dobrado, religiosamente, a cada 18 ou 24 meses, o número de componentes.

Seria muito difícil imaginar o mundo atual sem a microeletrônica.

Fonte: Jornal Estado de São Paulo