Pesquisadores da Universidade de Tóquio desenvolveram um dispositivo de comutação magnética que opera em velocidades até 1.000 vezes mais rápidas do que os aceleradores de IA existentes, ao mesmo tempo que consome significativamente menos energia e gera o mínimo de calor. Esta inovação visa combater o sobreaquecimento e o consumo de bateria em dispositivos eletrónicos, o que poderá aumentar a eficiência de computadores e smartphones.
A pesquisa foi publicada na revista Science no início desta semana e se baseia em um estudo publicado na Nature em janeiro de 2025. O novo dispositivo utiliza um método para inverter um estado magnético binário em velocidades de picossegundos, um avanço considerável em relação à comutação em escala de nanossegundos típica em processadores baseados em silício. O estudo aborda a geração de calor, que aumenta com a velocidade do processador e resulta em consumo excessivo de energia em data centers.
Os pesquisadores construíram um dispositivo spintrônico usando um composto de manganês e estanho (Mn3Sn), conhecido por suas propriedades antiferromagnéticas. Este tipo de dispositivo aproveita a carga e o spin dos elétrons, permitindo processamento, armazenamento e transmissão de dados mais eficientes em comparação aos semicondutores tradicionais.
Em sua prova de conceito, a equipe demonstrou que o envio de um pulso elétrico de 40 picossegundos através do antiferromagneto inverte seu estado magnético com geração mínima de calor resistivo. Este processo consome menos energia do que os atuais aceleradores de IA, aumentando as expectativas para o desenvolvimento de hardware de IA mais eficiente.
Um picossegundo equivale a um trilionésimo de segundo, o que o torna 1.000 vezes mais curto que um nanossegundo. Caso esta tecnologia transite da investigação para a utilização comercial, poderá ser vantajosa para os serviços quânticos baseados na nuvem, tornando potencialmente a computação quântica óptica mais acessível. O professor Tomo Nakatsuji afirmou: “há (também) a possibilidade de que dados que levam uma hora para serem baixados possam ser processados em um segundo.”
É importante observar que, embora aumentar a velocidade de comutação do estado binário em 1.000 vezes represente um avanço significativo, isso não se traduz em um aumento mil vezes maior na velocidade geral da computação devido às complexidades dos sistemas de computador, que dependem de vários componentes de hardware e software trabalhando juntos.
