Logika magnetikoak txip aldagarriak egiten ditu

Softwareak ordenagailu bat testu-prozesadoretik zenbaki-cruncher izatera bideo-telefono izatera pasa dezake. Baina azpian dagoen hardwarea ez da aldatu. Orain, elektrizitatearen ordez magnetismoarekin alda daitekeen transistore mota batek zirkuituak ere moldagarriak izan ditzake, tramankulu eraginkorragoak eta fidagarriagoak lortuz, telefono adimendunetatik sateliteetaraino.

Transistoreak, elektronika moderno guztien muinean dauden etengailu soilek, normalean tentsio txiki bat erabiltzen dute "piztuta" eta "desaktibatuta" artean aldatzeko. Tentsioaren ikuspegia oso fidagarria eta miniaturizatzeko erraza da, baina bere desabantailak ditu. Lehenik eta behin, tentsioa piztuta mantentzeak potentzia behar du, eta horrek mikrotxiparen energia-kontsumoa handitzen du. Bigarrenik, transistoreak txipetan gogor kableatu behar dira eta ezin dira birkonfiguratu, hau da, ordenagailuek zirkuitu dedikatua behar dute funtzio guztietarako.

Seulgo (Hego Korea) Koreako Zientzia eta Teknologia Institutuan (KIST) oinarritutako ikerketa talde batek arazo horiei aurre egin diezaiekeen zirkuitu bat garatu du. Urtarrilaren 30ean Natureren webgunean argitaratutako artikulu batean deskribatutako gailuak magnetismoa erabiltzen du elektroien fluxua kontrolatzeko indio-antimoniuroaren material erdieroalearen zubi txiki batean zehar (S. Joo et al. Nature http://dx. doi.org/10.1038/nature11817; 2013). "Ate logiko bat ezartzeko bira berri eta interesgarri bat" da, Gian Salis Suitzako IBMren Zurich Research Laboratory-ko fisikariak dio.

Zubiak bi geruza ditu: beheko oholtza bat positiboki kargatutako zuloez gainezka duena eta goiko oholtza bat nagusiki negatiboki kargatutako elektroiez beteta. Indio antimoniroaren propietate elektroniko ezohikoei esker, ikertzaileek zubian zehar elektroien fluxua kontrolatu dezakete eremu magnetiko perpendikular baten bidez. Eremua norabide batean ezartzen dutenean, elektroiak beheko estalki positibotik urruntzen dira eta libreki isurtzen dira. Eremu magnetikoa iraultzen denean, elektroiak beheko bizkarrean talka egiten dute eta zuloekin berriro konbinatzen dira, etengailua modu eraginkorrean itzaliz (ikus “Blokeo magnetikoa’).

Ate logiko magnetiko batek etengailua tentsiorik gabe piztuta edo itzaltzeko duen gaitasunak "energia-kontsumoaren murrizketa handia ekar dezake", dio Jin Dong Song KIST-eko fisikariak ikerketaren egileak. Are ikusgarriagoa dena, etengailu magnetikoak “software gisa kudeatu daitezke†, dio, eremua irauli besterik ez dago zirkuitu bat gaitu edo desgaitzeko. Horrela, telefono mugikor batek, adibidez, bere mikrozirkuituren zati bat birprogramatu dezake bideoa prozesatzeko bere erabiltzaileak YouTube-n klip bat ikusten duen bitartean, gero txipa seinaleen prozesatzera itzultzeko telefono dei bat hartzeko. Horrek telefonoaren barruan behar den zirkuituaren bolumena asko murriztu dezake.
Logika birkonfiguragarri hori ezinbestekoa izan daiteke sateliteetan, gaineratu du Washington DCko Naval Research Laboratory-ko Mark Johnsonek, paperaren egilekide batek. Txip baten zati batek orbitan huts egingo balu, beste sektore bat birprogramatu liteke bere gain hartzeko. “Zirkuitua sendatu duzu eta Lurretik egin duzu†, dio.
Benetan harrapatzeko, ordea, logika magnetikoa lehendik dauden silizioan oinarritutako teknologiekin integratu beharko litzateke. Hori agian ez da erraza izango. Alde batetik, indio antimoniuroa, zirkuituetarako funtsezkoa den erdieroalea, ez da egokia elektronika modernoa egiteko erabiltzen diren fabrikazio prozesuetarako, Junichi Murota Japoniako Tohoku Unibertsitateko nanoelektronikan lan egiten duen ikerlariaren arabera. Baina Johnsonek dio azkenean posible izan daitekeela silizioarekin antzeko zubiak eraikitzea.

Gailuak kontrolatzeko beharrezkoak diren miniaturazko imanak txip arrunt batean integratzea ere ez litzateke erraza izango. Enpresek erronka horiek konpontzeko gai izan beharko lukete, baina gailuek merezi dutela erabakitzen badute, dio Salisek. Momentuz, gaineratu du, ez dago argi gailuek txip praktiko baterako behar diren tamainetan ondo funtzionatuko duten ala ez -prototipoen mikrometroen dimentsioak baino askoz txikiagoak-.

Baina Johnson-ek ohartarazi du magnetismoa zirkuituen diseinuan dagoeneko harrapatzen ari dela: gailu aurreratu batzuk ausazko sarbide-memoriaren bertsio magnetiko bat erabiltzen hasi dira, historikoki transistore konbentzionalekin soilik eraiki den memoria mota bat. “Uste dut aldaketa bat martxan dagoela jada†, dio.