Transístor atinge eficiência próxima dos neurônios humanos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/05/2020

"Nosso objetivo é projetar uma tecnologia eletrônica para dispositivos portáteis com uma eficiência semelhante à dos neurônios humanos."
[Imagem: EPFL]

Transístor neuromórfico

"O transístor é o objeto artificial mais abundante já criado pelo ser humano. Ele está na base de toda a nossa infraestrutura computacional e da maneira como interagimos em tempo real com o processamento portátil de informações no século XXI. Ele é o alicerce básico para o processamento dos sinais digitais e analógicos," diz o professor Adrian Ionescu, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça.

Assim, não é sem razão que o pesquisador está orgulhoso dos frutos do mais recente trabalho da sua equipe: Eles construíram transistores com uma eficiência energética que começa a se aproximar da eficiência dos neurônios que fazem nosso cérebro funcionar.

"Nossos neurônios operam com cerca de 100 milivolts (mV), ou aproximadamente 10 vezes menos que a tensão fornecida por uma bateria padrão. Nossa tecnologia atualmente opera em 300 mV, o que a torna cerca de 10 vezes mais eficiente que um transístor convencional. Nenhum outro componente eletrônico existente hoje se aproxima desse nível de eficiência," disse Ionescu.

Isso abre caminho não apenas para uma nova geração de computadores e eletrônicos em geral mais rápidos e com menor consumo de bateria, como também poderá viabilizar tecnologias de vestir - das roupas inteligentes aos implantes médicos - como também para processadores de ponta que incorporem inteligência artificial no hardware.

E a equipe não deu o trabalho por encerrado, não apenas porque agora é preciso traduzir o trabalho em laboratório para a tecnologia usada nas fábricas, mas também porque eles acham que dá para ir bem mais longe.

"Hoje, sabemos que o cérebro humano consome aproximadamente a mesma quantidade de energia que uma lâmpada de 20 watts," disse Ionescu. "Apesar de consumir tão pouca energia, nosso cérebro é capaz de executar tarefas que são várias ordens de magnitude mais complexas do que o que um computador pode lidar, como analisar as informações fornecidas por nossos sentidos e a geração de processos inteligentes de tomada de decisão. Nosso objetivo é projetar uma tecnologia eletrônica para dispositivos portáteis com uma eficiência semelhante à dos neurônios humanos."

A eficiência do transístor - que é essencialmente uma chave - é dada pela tensão necessária para que ele ligue e desligue, respectivamente o 1 e o 0 binários.
[Imagem: Nicolò Oliva et al. - 10.1038/s41699-020-0142-2]

Transístor 2D

O novo transístor de alta eficiência é formado por duas camadas dos materiais semicondutores disseleneto de tungstênio (WSe₂) e disseleneto de estanho (SnSe₂), ambos na forma de materiais 2D, com apenas uma camada atômica de espessura.

Conhecido como transístor de tunelamento 2D/2D, o componente está bem próximo dos limites fundamentais da tecnologia eletrônica, embora mostre que a Lei de Moore ainda tem algum fôlego. Mas já existem outras tecnologias a caminho, como a spintrônica e a computação quântica.

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