PC un milione di volte più efficienti senza tecnologia CMOS

Computer un milione di volte più efficienti non sono, secondo ricercatori della Northwestern University, solo un'idea astratta, ma il frutto di un lavoro che dovrebbe portarci all'abbandono dell'attuale tecnologia di progettazione dei semiconduttori. Oggi i circuiti elettronici si basano sui transistor e per aumentare la potenza di calcolo è necessario che il numero di questi elementi cresca rapidamente - raddoppia all'incirca ogni due anni secondo la Legge di Moore. Per farlo però i transistor prodotti devono essere sempre più piccoli e questo comporta grandi difficoltà per l'intera industria.

Tra i problemi più rilevanti dei chip attuali basati sulla tecnologia CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) troviamo il tema della dissipazione del calore, che cresce di pari passo al numero di transistor aggiunti. "Questo non consente alla tecnologia CMOS di supportare i computer del futuro", ritengono gli studiosi.

I chip più avanzati di oggi tra decenni saranno veri dinosauri

Alla Northwestern University stanno quindi vagliando le possibilità alla tecnologia CMOS, con l'obiettivo di trovare un'alternativa che permetta circuiti molto efficienti capaci al tempo stesso di generare molto meno calore. La soluzione potrebbe essere già stata inquadrata: una nuova famiglia di circuiti logici basati su dispositivi semiconduttori magnetici.

A differenza dei circuiti integrati tradizionali, che consistono in una collezione di transistor miniaturizzati che operano su un singolo pezzo di semiconduttore, i cosiddetti "circuiti logici spin" sfruttano il fenomeno fisico dello spin, che è una proprietà fondamentale dell'elettrone. Lo spin è una forma di momento angolare. Non è prodotta dalla rotazione di un oggetto intorno a un asse ma è una proprietà intrinseca dell'oggetto stesso. 

"Quello che abbiamo sviluppato è un dispositivo che può essere configurato in un circuito logico capace di compiere tutta la necessaria logica Booleana e può essere e collegato in cascata per sviluppare unità funzionali sofisticate", ha dichiarato il professor Bruce W. Wessels. "Stiamo usando dispositivi logici spintronici per fare le stesse operazioni dei tradizionali circuiti CMOS ma con meno dispositivi e più potenza di calcolo".

Questi circuiti spintronici sono stati creati con "spin-transistor" magnetoresistivi bipolari. La nuova famiglia di circuiti logici, che si avvantaggia delle proprietà magnetiche associate allo spin dell'elettrone, potrebbe consentire appunto un'efficienza fino a un milione di volte quella attuale. "Anche se quest'obiettivo è ottimistico e potrebbe richiedere un decennio per essere raggiunto, pensiamo che tutto questo sia potenzialmente rivoluzionario", ha dichiarato il dottorando Joseph Friedman.