Tecnologia

Intel: i microprocessori del futuro si baseranno sulla tecnologia MESO?

Un articolo pubblicato su Nature dai ricercatori di Intel svela il ruolo cruciale della tecnologia MESO nei prossimi microprocessori.

Sviluppare microprocessori sempre più veloci non è fantascienza, tuttavia la chiave è riuscire a superare l’attuale tecnologia CMOS (acronimo per Complementary metal–oxide–semiconductor). A provare a farlo è Intel.

In un documento di ricerca apparso sulla rivista scientifica Nature, proprio i ricercatori della casa di Santa Clara, in sinergia con quelli della University of California (Berkeley) e del Lawrence National Laboratory, parlano di MESO (magneto-electric spin-orbit). Si tratta di un dispositivo logico che secondo gli scienziati “ha il potenziale di ridurre la tensione di 5 volte e l’energia di 10/30 volte quando combinato a uno stato sleep ultrabasso rispetto alle attuali soluzioni CMOS”; garantendo al momento stesso “cinque volte le operazioni logiche nello stesso spazio dei CMOS, continuando la tendenza di svolgere maggiori calcoli per area, un principio centrale della legge di Moore”.

Da ciò si apprende che Intel, nonostante continui ad investire sulla tecnologia CMOS alla base dei circuiti dei microprocessori attuali, sta cominciando a guardarsi attorno per il futuro, forte della consapevolezza che il tempo dei CMOS giungerà inevitabilmente al termine.

“Stiamo lavorando su approcci rivoluzionari”

Stiamo lavorando su approcci rivoluzionari e non evoluzionari per l’era informatica oltre i CMOS. MESO è costituito da interconnessioni a bassa tensione e materiali magneto-elettrici a bassa tensione. Fonde l’innovazione dei materiali quantistici con l’informatica. Siamo entusiasti dei progressi che abbiamo fatto e non vediamo l’ora di ulteriori dimostrazioni per ridurre ulteriormente la tensione di switching e portarla al suo potenziale”, ha dichiarato Ian Young, Intel Senior Fellow e direttore dell’Exploratory Integrated Circuits group del Technology and Manufacturing Group.

Quasi dieci anni fa, lo stesso Young ha messo in piedi un gruppo di ricerca all’interno di Intel che si occupasse esclusivamente di trovare valide alternative ai transistor. Un gruppo che solo cinque anni fa ha iniziato a focalizzarsi sui materiali spin-ortbita, che possiedono proprietà quantistiche uniche nel suo genere.

Il prototipo MESO di Intel

Intel ha già creato un prototipo di dispositivo MESO (che include memoria, logica ed interconnessioni), fatto di materiali con comportamenti quantistici, che risaltano a temperatura ambiente, e di materiali magneto-elettrici progettati da Ramamoorthy Ramesh della UC Berkeley e dal Lawrence Berkeley National Laboratory. Inoltre MESO utilizza effetti di trasduzione spin-orbita riportati da Albert Fert dell’Unité Mixte de Physique CNRS/Thales.

“MESO è un dispositivo costruito con materiali quantistici a temperatura ambiente. È un esempio di ciò che è possibile e si spera possa innescare innovazione tra industria, mondo accademico e laboratori nazionali. Un certo numero di materiali e tecniche devono ancora essere sviluppati per consentire il nuovo tipo di dispositivi e architetture di calcolo”, ha commentato Sasikanth Manipatruni, senior staff scientist e direttore dell’Intel Science and Technology Center on Functional Electronics Integration and Manufacturing.

Stando a quanto riporta il sito della UC Berkeley, i bit binari del dispositivo MESO sono rappresentati dagli stati di spin magnetico su e giù in un materiale multiferroico. “La scoperta è stata che esistono materiali in cui è possibile applicare una tensione e modificare l’ordine magnetico del multiferroico. Ma per me, la domanda ‘cosa faremo con questi multiferroici?’ era da sempre LA domanda. MESO colma questa lacuna e fornisce una via per l’evoluzione dell’informatica”, spiega Ramesh.

La peculiarità di MESO

MESO si basa su un materiale multiferroico composto da bismuto, ferro e ossigeno; inoltre è sia magnetico che ferroelettrico. La sua peculiarità è che questi due stati sono in realtà collegati. Andando a manipolare il campo elettrico si potrà modificare lo stato magnetico. All’interno dei dispositivi MESO, un campo elettrico è in grado di alterare o invertire il campo elettrico del dipolo in tutto il materiale, modificando o invertendo così gli spin elettrici che danno vita al campo magnetico. Questa importante capacità si deve all’accoppiamento spin-orbita, un effetto capace di produrre una corrente determinata dalla direzione dello spin dell’elettrone.

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