Microcontrolador spintrônico quase não gasta energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/03/2019

Foto do microcontrolador spintrônico, fabricado em wafer de silício de 300 mm.
[Imagem: IEEE]

Microcontrolador spintrônico

Engenheiros da Universidade de Tohoku, no Japão, apresentaram um microcontrolador - um pequeno processador - baseado na emergente tecnologia da spintrônica, mas fabricado inteiramente com a tecnologia padrão da indústria eletrônica.

Como longamente prometido pela spintrônica - os circuitos funcionam com base no spin de elétrons individuais, e não em enxurradas de elétrons, como na eletrônica - o pequeno processador é não-volátil, não perdendo dados na ausência de energia, tem elevado desempenho e consome uma quantidade quase desprezível de energia.

O microprocessador spintrônico foi fabricado utilizando a tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration). Essa "Integração de Escala Muito Grande" é o processo de fabricação atual dos circuitos integrados, combinando milhões de transistores e outros componentes em um único chip.

Microcontrolador para internet das coisas

O novo microcontrolador nasce talhado para a internet das coisas. Nesse conceito, sensores compõem uma rede distribuída que coleta e reúne informações, que devem ser processadas por microcontroladores e transmitidas para um servidor na nuvem.

Vários microcontroladores de baixa potência têm sido ativamente pesquisados e desenvolvidos, mas a velocidade de operação necessária e o processamento de sinais, combinados com baixo consumo de energia, não foram alcançados até o momento.

Neste recém-desenvolvido microprocessador spintrônico, todos os módulos são não-voláteis, com o consumo de energia desnecessário sendo totalmente eliminado pelo controle da fonte de alimentação para cada módulo de forma independente.

Além disso, o gargalo de transferência de dados entre lógica e memória é atenuado por um controlador de memória e um módulo acelerador para executar o processamento de sinal específico do aplicativo.

Comparação do desempenho do microcontrolador spintrônico com todos os seus antecessores.
[Imagem: Tohoku University]

Colheita de energia

Juntos, todos os avanços permitiram que o microprocessador funcione consumindo 47,14 microWatts em uma frequência de operação de 200MHz.

Este é de longe o mais alto desempenho de processamento e eficiência energética já obtido para nós de sensores da internet das coisas, permitindo que os módulos funcionem com colheita de energia - energia solar, térmica, eólica, vibracional etc -, dispensando totalmente as baterias.

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