Um grupo de pesquisadores no Japão propôs uma inovação que poderá revolucionar a indústria da informática: um chip experimental que promete aumentar a velocidade de processamento até mil vezes em relação à tecnologia atual, evitando o problema de superaquecimento que limita os processadores convencionais.
Este desenvolvimento, desenvolvido na Universidade de Tóquio e publicado em Ciênciaestabelecendo uma mudança de paradigma na forma como a informação é tratada em dispositivos eletrónicos, abrindo as portas a uma nova era de inteligência artificial e processamento de big data.
O desenvolvimento de computadores na última década foi limitado pelos desafios térmicos causados pelo aumento da velocidade dos chips. Desde 2000, a indústria de TI enfrenta barreiras físicas: Quanto maior a frequência operacional do processador, mais energia ele consome e mais calor produz.
Este fenômeno forçou a introdução de sistemas de refrigeração complexos, como grandes ventiladores, fluidos especiais e centrais de energia que requerem grandes quantidades de eletricidade para manter o dispositivo seguro.
O crescimento de consumo de energia no data center é particularmente preocupante no ambiente atual, onde a inteligência artificial requer mais recursos.
Segundo estimativas da Agência Internacional de Energia, até 2030 o consumo de electricidade das centrais eléctricas poderá atingir 945 terawatts-hora por ano, mais do que o consumo total dos países desenvolvidos.
A maior parte desta energia é simplesmente perdida sob a forma de calor, o que representa um problema não só para a eficiência, mas também para a sustentabilidade ambiental e económica.
Diante deste panorama, as inovações propostas pela equipe japonesa oferecem uma abordagem completamente diferente da eletrônica tradicional. Em vez de depender apenas do movimento dos elétrons através dos transistores para exibir as partículas, o novo dispositivo utiliza o spin dos elétrons magnéticos, aproveitando as propriedades quânticas associadas à orientação magnética das partículas.
Este sistema permite a redução do calor e oferece outra forma de continuar aumentando o desempenho do processador sem as limitações impostas pelo calor.
O dispositivo experimental desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Tóquio utiliza materiais como tântalo e manganês. Quando um sinal elétrico passa pelo tântalo, ocorre uma interação magnética muito complexa e é escrita no manganês.
Essa mudança no estado magnético é o mesmo que armazenar informações. A operação é realizada em uma escala de tempo excepcionalmente curta: o experimento conseguiu converter informações em 40 picossegundos, o que equivale a um milésimo do tempo exigido pela tecnologia atual, que costuma operar em torno de nanossegundos por ciclo.
Este salto na velocidade teórica significa que tarefas que atualmente levam cerca de uma hora poderiam ser resolvidas em apenas um segundo se a tecnologia pudesse ser ampliada comercialmente. Além da velocidade, o aspecto energético é o mesmo.
O novo componente foi submetido a testes de resistência e resistiu a mais de 100 bilhões de ciclos em operação de longo prazo, sem apresentar o problema de superaquecimento que pode afetar os chips tradicionais nas mesmas condições.
A ascensão da inteligência artificial está a aumentar o consumo de energia da infra-estrutura tecnológica mundial para níveis sem precedentes. O sistema atual, baseado em eletrónica convencional, requer muita energia que deve ser convertida em calor, exigindo investimentos adicionais em refrigeração e reduzindo a eficiência global.
A proposta japonesa tem potencial para mudar esta tendência e definir uma nova direção para a indústria.
(Foto da Infobae)
Segundo cálculos feitos pela equipe da Universidade de Tóquio, a possibilidade de amplificação sonora e produção industrial desses chips poderia reduzir o consumo de energia a um décimo do nível atual.
Este progresso poderá constituir um ponto de viragem para a inteligência artificial, uma vez que permite processar mais dados sem os custos ambientais e económicos associados ao desperdício de calor e eletricidade.
A pesquisa japonesa sugere que o futuro da computação pode depender mais de técnicas eletrônicas tradicionais e avançar em direção ao uso de fenômenos quânticos e magnéticos.
