p Seja enviando aos avós algumas fotos das crianças, streaming de um filme ou música, ou navegando na Internet por horas, o volume de dados que nossa sociedade gera está aumentando o tempo todo. Mas isso tem um preço, já que o armazenamento de dados consome uma grande quantidade de energia. Supondo que os volumes de dados continuem a crescer no futuro, o consumo de energia relacionado também aumentará em várias ordens de magnitude. Por exemplo, prevê-se que o consumo de energia no setor de TI suba para dez petawatt-hora, ou dez trilhões de quilowatts-hora, até 2030. Isso seria equivalente a cerca de metade da eletricidade produzida em todo o mundo. p Mas o que pode ser feito para reduzir a quantidade de energia necessária para que os servidores funcionem? Os dados geralmente são armazenados em uma camada de armazenamento com a ajuda da magnetização. Para escrever ou excluir os dados, correntes elétricas são passadas através de estruturas multicamadas ferromagnéticas, onde os elétrons fluindo geram um campo magnético eficaz. A magnetização na camada de armazenamento 'detecta' esse campo magnético e muda sua direção de acordo. Contudo, cada elétron só pode ser usado uma vez. Um importante passo à frente no armazenamento de dados com eficiência energética envolve a construção de uma camada de armazenamento ferromagnética que inclui um metal pesado como a platina. Conforme a corrente flui através do metal pesado, os elétrons alternam entre o metal pesado e a camada ferromagnética. A grande vantagem dessa técnica é que os elétrons podem ser reutilizados várias vezes, e a corrente necessária para gravar os dados diminui por um fator de até mil.

p Dobrando a eficiência do processo de armazenamento

p Uma equipe de pesquisadores da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) trabalhando em colaboração com pesquisadores da Forschungszentrum Jülich agora encontrou uma maneira de dobrar a eficiência desse processo de armazenamento mais uma vez. "Em vez de usar silício simples como substrato, como é prática usual, nós empregamos um cristal piezoelétrico, "explicou a cientista do JGU Mariia Filianina." Nós anexamos a camada de metal pesado e a camada ferromagnética a isso. "Se um campo elétrico é então aplicado ao cristal piezoelétrico, ele gera tensão mecânica no cristal. Isso, por sua vez, aumenta a eficiência da comutação magnética da camada de armazenamento, que é o elemento que fornece armazenamento de dados.

p A extensão do aumento da eficiência é determinada pelo sistema e pela intensidade do campo elétrico. "Podemos medir diretamente a mudança na eficiência e, consequentemente, ajustar a intensidade de campo apropriada - na verdade, em tempo real, "disse Filianina. Ou seja, é possível controlar diretamente a eficácia do processo de comutação magnética por meio do ajuste da intensidade do campo elétrico ao qual o cristal piezoelétrico é exposto.

p Isso não só vem com uma redução significativa do consumo de energia, mas também torna possível o uso de arquiteturas complexas para armazenamento de informações. Os pesquisadores propõem que se o campo elétrico for aplicado apenas a uma pequena área do cristal piezoelétrico, a eficiência de comutação só será aumentada nesse local. Se eles agora ajustarem o sistema de modo que os torques de spin dos elétrons só possam ser trocados quando a deformação for amplificada no cristal piezoelétrico, eles podem alterar a magnetização localmente.

p "Usando este método, podemos facilmente realizar memórias de vários níveis e arquiteturas de servidor complexas, "afirmou Filianina, doutorando na Escola de Pós-Graduação de Excelência em Ciência dos Materiais em Mainz e no Centro de Pós-Graduação Max Planck.

p "Estou satisfeito que a colaboração com nossos colegas em Jülich esteja funcionando tão bem. Sem a ajuda de sua análise teórica, não seríamos capazes de explicar nossas observações. Estou ansioso para continuar a trabalhar com eles em conexão com o recente - obteve o subsídio de sinergia ERC, "enfatizou o professor Mathias Kläui, quem coordenou o trabalho experimental.