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Magnetoresistencia gigante
 

Magnetoresistencia gigante

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Memorias RAM avanzadas, informática, Magnetorresistensia gigante, nanotecnologia, nanoelectrónica

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    Magnetoresistencia gigante Magnetoresistencia gigante Document Transcript

    • NANOTECNOLOGIA Y APLICACIONES RELACIONADAS CON LA COMPUTACIÓNMs. Ing. Jairo E. Márquez D.Nanotecnología1La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicasque se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas"nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. Ensíntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir delreordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partirde las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación demateriales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nanoescala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestrafenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan lananotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos conpropiedades únicasNos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto deinvestigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructurasy productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.Estas nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, opequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una1 Fuente. Nanotechnology. [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm.
    • nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avancesnanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitudde desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social. La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la "nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física,quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos ymoléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadorestrabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguirvelocidades asombrosas.Hay varias razones por las que la Nanociencia se ha convertido en un importante campocientífico con entidad propia. Una es la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de"ver" y "tocar" a esta escala dimensional. A principios de los ochenta fue inventado enSuiza (IBM-Zurich) uno de los microscopios capaz de "ver" átomos. Unos pocos años mástarde el Atomic Force Microscopefue inventado incrementando las capacidades y tipos demateriales que podían ser investigados.En respuesta a estas nuevas posibilidades los científicos han tomado conciencia depotencial futuro de la actividad investigadora en estos campos. La mayor parte de los paíseshan institucionalizado iniciativas para promover la nanociencia y la nanotecnología, en susuniversidades y laboratorios.Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revoluciónindustrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente delMIT).Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedadesextraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez porciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente másrápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en laspartes más delicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
    • MAGNETORESISTENCIA GIGANTE2Este efecto fue descubierto de forma independiente en 1988 por un equipo lideradopor Peter Grünberg del Jülich Research Centre en capas cristalinas de Fe/Cr/Fe, los cualesposeen la patente, y en capas de Fe/Cr por el grupo de Albert Fert de la Universidad deParís-Sur, quienes por primera vez observaron el fenómeno en las multicapas que dio lugaral nombre y que primeramente explicaron la física subyacente.Un equipo de IBM liderado por Stuart Parkin reconoció rápidamente las posibilidades deutilización del efecto para un sensor de campo magnético y, por consiguiente, parala cabeza de lectura en un disco duro de ordenador y replicó el efecto en capaspolicristalinas en 1989. En diciembre de 1997 IBM liberó al mercado el primer dispositivocomercial basado en este efecto. El descubrimiento de esta tecnología supuso para PeterGrünberg y Albert Fert el Premio Nobel de Física del año 2007.La magnetorresistencia gigante (en inglés, Giant Magnetoresistance Effect o GMR) es unefecto mecánico cuántico que se observa en estructuras de película delgada compuestas decapas alternadas ferromagnéticas y no magnéticas. Se manifiesta en forma de una bajadasignificativa de la resistencia eléctrica observada bajo la aplicación de un campomagnético externo: cuando el campo es nulo, las dos capas ferromagnéticas adyacentestienen una magnetización antiparalela puesto que están sometidas a un acoplamientoferromagnético débil entre las capas. Bajo efecto de un campo magnético externo, lasmagnetizaciones respectivas de las dos capas se alinean y la resistencia de la multicapa caede manera súbita. Los spines de los electrones de la sustancia no magnética se alinean enigual número de manera paralela y antiparalela al campo magnético aplicado, y por tantosufren un cambio de difusión magnética en una menor medida respecto a las capasferromagnéticas que se magnetizan de forma paralela.2 Fuente. Magnetorresistencia gigante. http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetorresistencia_gigante [on line][Consultado el 10 de mayo de 2012]
    • Tipos de fenómenos de GMRMagnetorresistencia gigante en las multicapasEn este caso, al menos dos capas ferromagnéticas están separadas por una películaultradelgada (cerca de 1 nanómetro) de metal no ferromagnético (por ejemplo, dos capas dehierro separadas por el cromo: Fe / Cr / Fe). Para ciertos espesores, el acoplamientoRKKY entre las capas ferromagnéticas adyacentes, se hace un acoplamientoantiferromagnético: a nivel energético, se hace preferible para las capas adyacentes que susmagnetizaciones respectivas se alineen de manera antiparalela. La resistencia eléctrica deldispositivo normalmente es más grande en el caso antiparalelo, y la diferencia puedealcanzar varias decenas de porcentuales a temperatura ambiente. En estos dispositivos, lacapa intermediaria corresponde al segundo pico antiferromagnético en la oscilaciónantiferromagnético-ferromagnético del acoplamiento RKKY.La magnetoresistencia gigante fue observada por primera vez en una configuraciónmulticapa, trabajándose con apilamientos de 10 o más capas.Magnetorresistencia gigante de válvula de spin GMR de válvula de spin.En el GMR de válvula de spin dos capas ferromagnéticos están separadas por una capa nomagnética (aproximadamente 3nm), pero sin acoplamiento RKKY. Si el campo coercitivode ambos electrodos ferromagnéticos es diferente, es posible conmutarlos
    • independientemente. Así, podemos realizar una alineación paralela o antiparalela, y laresistencia debe ser más grande en el caso antiparalelo. Este sistema es a veces llamadoválvula de espín puesto que permite controlar el espín de los electrones que circulan.Esta es la que presenta mayor interés comercial puesto que es la configuración usada en lamayoría de los discos duros.Magnetorresistencia gigante granularEl magnetoresistencia gigante granular es un fenómeno que se produceen precipitados sólidos de materiales magnéticos en una matriz no magnética. En lapráctica, el GMR granular es observado únicamente en matrices de cobre que contienengránulos de cobalto. La razón de ello es que el cobalto y el cobre no son miscibles,3 y portanto es posible crear precipitado sólido enfriando rápidamente una mezcla en fusión decobre y cobalto. La talla de los gránulos depende de la velocidad de enfriamiento y delrecocido posterior. Los materiales que muestran una magnetoresistencia gigante granularno parecen en el 2005 capaces de reproducir los efectos tan importantes como lospresentados por los formados a partir de multicapas.MRAM4La MRAM (RAM magnetorresistiva o magnética) es un tipo de memoria novolátil5 desarrollada desde los años 90. El desarrollo de la tecnología existente,principalmente Flash y DRAM han evitado la generalización de su uso, aunque susdefensores creen que sus ventajas son tan evidentes que antes o después alcanzará un usomuy elevado.A diferencia de la RAM convencional los datos no se almacenan como carga eléctrica oflujos de corriente, sino por medio de elementos de almacenamiento magnético. Loselementos están formados por dos discos ferromagnéticos, cada uno de los cuales puede3 En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadasquímicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene suidentidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que suscomponentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión interna.Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como destilación, disolución, separaciónmagnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación. Si después de mezclar algunas sustancias, estasreaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se hanformado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas,como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos,líquidos o gaseosos.4 Fuente. MRAM. http://es.wikipedia.org/wiki/DRAM [on line] [Consultado el 10 de mayo de 2012].5 Es un tipo de memoria cuyo contenido de datos almacenados no se pierde aún si no este energizada.
    • generar un campo magnético, separados por una fina capa de aislante. Uno de los dosdiscos se sitúa en un imán permanente con una polaridad dada; el otro variará paraadecuarse al de un campo externo. Una malla de estas celdas forma un chip de memoria.La lectura se realiza midiendo la resistenciaeléctrica de la celda. En general, una celda seselecciona con base en la alimentación deun transistor asociado que conduce la corriente desdeuna línea de alimentación a través de la celda a tierra.El efecto túnel provoca cambios en la resistencia de lacelda según la orientación de los campos de los dosdiscos. Midiendo la corriente generada, puedecalcularse la resistencia y a partir de ésta la polaridaddel disco escribible. En general suele considerarse 0 sila polaridad de ambos discos es la misma (el estado demenor resistencia). La escritura puede realizarse de varias maneras. La más sencilla es que cada celda esté situada entre dos líneas de escritura que formen un ángulo adecuado entre sí por encima y debajo de la celda. Con la corriente se induce un campo magnético en la unión, y este campo influye en el disco escribible. Este patrón de operación es similar al de la memoria de núcleo de ferrita de los años 60. Es necesaria una cantidad significativa de corriente para generar el campo magnético lo que limita su uso en dispositivos con necesidades de bajo consumo. Además, conforme el tamaño se escala, los campos generados pueden solapar varias celdas con las escrituras falsasresultantes. Este problema parece imponer un tamaño de celda relativamente grande.Aunque se intentó solucionar con dominios circulares y la magneto resistencia colosal(CMR),6 no parece que esta solución se esté desarrollando últimamente.6 Es la propiedad de algunos materiales, principalmente óxidos con estructura de perovskita basadosen manganeso) que les permite cambiar considerablemente su resistencia eléctrica en presencia de un campomagnético.La magnetoresistencia de los materiales convencionales permite cambios en la resistencia de hasta un 5%,pero los materiales que tienen como rasgo el CMR pueden demostrar cambios en la magnetorresistenciasuperiores a la convencional en órdenes de magnitud.Descubierta por primera vez en 1993 por von Helmolt y otros, no hay una explicación plausible para estapropiedad que se base en las teorías físicas actuales, incluyendo la magnetoresistencia convencional oel mecanismo de doble intercambio, siendo por ello el foco de una intensa actividad de investigación.La comprensión y la aplicación de CMR ofrecerá tremendas oportunidades para el desarrollo de nuevastecnologías como las cabezas de lectura/escritura de disco para almacenamiento magnético de alta capacidad,y de la espintrónica.
    • Otro enfoque realiza una escritura en varias fases por medio de una celda multinivel. Lacelda contiene ahora un material antiferromagnético7 en el que la orientación magnética sealterna en la superficie. Los niveles fijos y libres están formados ahora por pilas de variosniveles aisladas por unnivel de acoplamiento.La estructura resultante sólo tiene dos estados estables, que pueden cambiarse (toggling)ajustando el retraso relativo en la señal de escritura propagada por cada una de las doslíneas, provocando una rotación del campo. Cualquier voltaje que no sea el completoaumenta la resistencia de forma que las celdas que compartan una de las líneas de escriturano se ven afectadas. Esto permite celdas más pequeñas.Una técnica más reciente se basa en la transferencia de torsión de spin (spin torquetransfer o spin transfer switching). Utiliza electrones polarizados (con su momento de spinalineado) para realizar la torsión sobre los dominios magnéticos. En concreto, si loselectrones que fluyen a una capa han de cargar su spin, se genera una fuerza de torsión quese transfiere a la capa próxima. De esta forma se reduce la corriente necesaria para realizarla escritura a aproximadamente el mismo nivel de la lectura. Se sospecha que la celdaMRAM clásica sea difícil de producir en gran densidad por la cantidad de corrientenecesaria para la escritura, algo que este método evita. El problema es que, por el momento,el transistor de control debe conmutar más corriente y debe mantener la coherencia de spin.En todo caso, la corriente de escritura es mucho menor que en las otras variantes.7 El antiferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra,en la misma dirección pero en sentido inverso (por pares, por ejemplo, o una subred frente a otra).Un antiferromagneto es el material que puede presentar antiferromagnetismo.La interacción antiferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos magnéticostiendan a disponerse en la misma dirección y en sentido inverso, cancelándolos si tienen el mismo valorabsoluto, o reduciéndolos si son distintos. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar elantiferromagnetismo.Como el ferromagnetismo, la interacción antiferromagnética se destruye a alta temperatura por efecto dela entropía. La temperatura por encima de la cual no se aprecia el antiferromagnetismo se llama temperaturade Neel. Por encima de esta, los compuestos son paramagnéticos.Generalmente, los antiferromagnetos están divididos en dominios magnéticos. En cada uno de estos dominios,todos los momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial,pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.Al someter un material antiferromagnético a un campo magnético intenso, algunos de los momentosmagnéticos se alinean paralelamente con él, aún a costa de alinearse también paralelo a sus vecinos(superando la interacción antiferromagnética). Generalmente, se requiere un campo magnético muy intensopara conseguir alinear todos los momentos magnéticos de la muestra.Las interacciones antiferromagnéticas pueden producir momentos magnéticos grandes, incluso imanación.El ferromagnetismo ocurre en sistemas en los que una interacción antiferromagnética entre momentosmagnéticos de diferente magnitud implica un momento magnético resultante grande. La magnetita es unsólido extendido que presenta ferrimagnetismo: es un imán, aunque las interacciones son antiferromagnéticas.
    • Esquema simplificado de una celda MRAM.DRAM (Dynamic Random Access Memory)8Es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en losmódulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Sedenomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar elmismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es laposibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavíafuncionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones deposiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es unamemoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda lainformación. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en laactualidad.La celda de memoria es la unidad básica de cualquier memoria, capaz de almacenarun Bit en los sistemas digitales. La construcción de la celda define el funcionamiento de lamisma, en el caso de la DRAM moderna, consiste en un transistor de efecto de campo yun condensador. El principio de funcionamiento básico, es sencillo: una carga se almacenaen el condensador significando un 1 y sin carga un 0. El transistor funciona como uninterruptor que conecta y desconecta al condensador. Este mecanismo puede implementarsecon dispositivos discretos y de hecho muchas memorias anteriores a la época de lossemiconductores, se basaban en arreglos de celdas transistor-condensador.8 Fuente. DRAM. http://es.wikipedia.org/wiki/DRAM [On line] [Consultado el 10 de mayo de 2012].
    • Las celdas en cualquier sistema de memoria, se organizan en la forma de matrices de dosdimensiones, a las cuales se accede por medio de las filas y las columnas. En la DRAMestas estructuras contienen millones de celdas y se fabrican sobre la superficie de la pastillade silicio formando áreas que son visibles a simple vista.Para acceder a una posición de memoria se necesita una dirección de 4 bits, pero en lasDRAM las direcciones están multiplexadas en tiempo, es decir se envían por mitades. Lasentradas marcadas como a0 y a1 son el bus de direcciones y por el mismo entra la direcciónde la fila y después la de la columna. Las direcciones se diferencian por medio de señalesde sincronización llamadas RAS (del inglés Row Address Strobe) y CAS (Column AddressStrobe) que indican la entrada de cada parte de la dirección.Los pasos principales para una lectura son: Las columnas son precargadas a un voltaje igual a la mitad del voltaje de 1 lógico. Esto es posible ya que las líneas se comportan como grandes condensadores, dada su longitud tienen un valor más alto que la de los condensadores en las celdas. Una fila es energizada por medio del decodificador de filas que recibe la dirección y la señal de RAS. Esto hace que los transistores conectados a una fila conduzcan y permitiendo la conexión eléctrica entre las líneas de columna y una fila de condensadores. El efecto es el mismo que se produce al conectar dos condensadores, uno cargado y otro de carga desconocida: se produce un balance de que deja a los dos
    • con un voltaje muy similar, compartiendo las cargas. El resultado final depende del valor de carga en el condensador de la celda conectada a cada columna. El cambio es pequeño, ya que la línea de columna es un condensador más grande que el de la celda. El cambio es medido y amplificado por una sección que contiene circuitos de realimentación positiva: si el valor a medir es menor que el la mitad del voltaje de 1 lógico, la salida será un 0, si es mayor, la salida se regenera a un 1. Funciona como un redondeo. La lectura se realiza en todas las posiciones de una fila de manera que al llegar la segunda parte de la dirección, se decide cual es la celda deseada. Esto sucede con la señal CAS. El dato es entregado al bus de datos por medio de la lineo D.O. y las celdas involucradas en el proceso son reescritas, ya que la lectura de la DRAM es destructiva.La escritura en una posición de memoria tiene un proceso similar al de arriba, pero en lugarde leer el valor, la línea de columna es llevada a un valor indicado por la línea D.I. y elcondensador es cargado o descargado. El flujo del dato es mostrado con una línea gruesa enel gráfico.A-RAM (Advanced-Random Access Memory):Es un tipo de memoria DRAM basada enceldas de un solo transistor. Esta tecnologíaha sido inventada en la Universidad deGranada (España) en colaboración conel Centre National de la RechercheScientifique, CNRS (Francia).La memoria A-RAM, a diferencia de lasmemorias DRAM convencionales, no necesitade ningún elemento extrínseco dealmacenamiento de la información(condensador de almacenamiento). Cada bitse almacena en un transistor especialmentediseñado. A medida que la tecnología de circuitos semiconductores evolucione hacia nodospor debajo de los 45nm9, es de esperar que la tecnología convencional de almacenamientono-volátil DRAM encuentre muy limitada su capacidad de escalado.Alternativamente se han propuesto nuevos conceptos de memoria basados en los efectos decuerpo flotante de los transistores de silicio-sobre-aislante (Silicon-on-insulator).10 Estas9 Número de patente: FR09/52452, "Point mémorie RAM à un transistor", Institut Nationalle de la PropiétéIndustrielle.10 Silicon on insulator (SOI) es una tecnología de fabricación microelectrónica en la que se sustituye elsustrato tradicional de fabricación de obleas de silicio monocristalino, por un sandwich de capas desemiconductor-aislante-semiconductor.
    • memorias conocidas como memorias de un solo transistor (1T-DRAM) incluyen a lastecnologías A-RAM, TT-RAM y Z-RAM.11MEMORIA FETRAMEsta memoria está hecha de material ferroeléctrico, que almacena la información leyendo lapolaridad cambiante de los transistores ferroeléctricos creados, combinando nanocables desilicio con un polímero ferroeléctrico.Este tipo de memoria puede mantener la información durante años, permiten innumerablesciclos de escritura y lectura, son más veloces en general, y son capaces de consumir un 99%menos que los chips de memoria flash.Este tipo de memoria aunque aun no está en el mercado, es muy probable que dentro depocos años haga su aparición. Este desarrollo es fruto de investigaciones en nanotecnologíay disciplinas como la nanoelectrónica y electrónica molecular.Esta técnica reduce las capacidades parásitas de los circuitos fabricados, reduce el riesgo de latch-up en loscircuitos lógicos CMOS, y mejora la escalabilidad de los circuitos integrados. El aislante empleado suele sertípicamente dióxido de silicio o, en aplicaciones en las que se busca resistencia frente a la radiación, zafiro.Las láminas de semiconductor suelen ser de silicio, aunque se buscan nuevas alternativas para mejorar lasprestaciones de los dispositivos introduciendo nuevos materiales semiconductores como silicio tenso yaleaciones de silicio/germanio.Dependiendo del espesor de la lámina de silicio sobre el aislante se distinguen dos tipos de tecnología SOI. Sila lámina de silicio se encuentra completamente deplexionada de portadores móviles (electrones o huecos) sehabla de FD-SOI (Fully-Depleted SOI); si está parcialmente deplexionada PD-SOI (Partially-Depleted SOI).La tecnologia FD-SOI es muy prometedora para la miniaturización de los dispositivos electrónicos, mientrasque la PD-SOI muestra sus ventajas en la fabricación de transistores que deban operar a altasfrecuencias (como enmicroprocesadores) así como en la fabricación de memorias de un solo transistor (1T-DRAM).El uso de SOI tiene la ventaja de no requerir apenas cambios en el proceso de fabricación de los circuitosintegrados más allá de utilizar obleas SOI distintas de las tradicionales. Su principal inconveniente es el coste:las obleas SOI son significativamente más caras que las ordinarias.11 A-RAM: Novel capacitor less DRAM memory. 2009 IEEE International SOI Conference. Foster City, CA.
    • MEMORIA DDR4Las nuevas memorias RAM DDR4 de Samsung han llegado con una serie de novedades ymejoras con respecto a sus antecesoras, tanto en el rendimiento como en el consumo, conlas cuales seguramente se abrirán paso en el mercado y darán el pie a otros desarrollos demejor nivel.Esta memoria utiliza una tecnología de 30nm a 50nm, y se espera que salga al comercioeste año. Con este tamaño el consumo energético es del orden de 1.2v. Por otra parte, estasmemorias actualmente ofrecen una frecuencia de 2133Mhz, pero según la misma Samsung,podrán utilizar desde los 1.600Mhz hasta los 3200Mhz.MEMORIA RERAMLa ReRAM (Memoria Resistiva de Acceso Aleatorio), o memoria de resistencia, usamateriales que cambian de resistencia en respuesta al voltaje. De este modo, "recuerdan” incluso cuando el aparato deja de recibir energía. El fabricante de memorias japonés Elpida anunció la fabricación de un prototipo de memoria ReRAM con una velocidad comparable a la DRAM. Su mayor ventaja es que puede leer y escribir datos a alta velocidad usando poco voltaje, tiene una velocidad de escritura de 10 nanosegundos, más o menos la misma que la DRAM. Pero las DRAM no sólo tienen como ventaja respecto a las memorias "no volátiles" su alta velocidad, también tienen una mayor durabilidad, es decir, cuántas veces pueden usarse antes de ser inestables.Las memorias flash sólo pueden escribir datos unas decenas o cientos de miles de veces enel mismo punto antes de que el riesgo de fallos en el aparato sea alto.Aunque en Elpida anunciaron que su prototipo tiene una durabilidad de más de un millónde escrituras de datos, aun no llega a los niveles de durabilidad de la DRAM.La ReRAM se estima que salga al mercado para el 2013. Este nuevo componente, cuyodesarrollo estaría comandado por la Universidad de Tokio y el Instituto Nacional Japonés
    • de Ciencia Industrial Avanzada, tendrá un consumo energético de casi cero cuando no estéen uso, y en cuanto a su rendimiento, todavía no se ha publicado valores reales de sustiempos.LAS NUEVAS MEMORIAS RAM KINGSTON HYPERX T112Kingston, ha presentado su nueva memoria RAM DDR3 HyperX T1, ideal paraexperimentar velocidades extremas. Con este nuevo modelo, los usuarios pueden sacan elmáximo provecho a la board y procesador mediante el overclock, para ello disponen de undisipador de aluminio en color azul que se encarga de evitar los problemas desobrecalentamiento al subirles la frecuencia y voltaje.Características:-Capacidades de hasta 12GB (doble canal), 24GB (triple canal).-Una velocidad de hasta 2133MHz (doble canal), 1866MHz (triple canal).-Tensión de servicio 1.65V permite un overclocking estable, por lo que Intel Core i7 corremás rápido con un ciclo de vida más largo.-Compatible con Intel XMP auto-overclocking.-Diseño del disipador de calor alcanza el mantenimiento eficaz de la velocidad, mientrasque la prolongación del ciclo de vida de la memoria se mantiene estable.Estarán disponibles con velocidades de DDR3-2133 y DDR3-2600 con una capacidad pormódulo de 8GB.MEMRISTOR13En teoría de circuitos eléctricos, el memristor es un elemento de circuito pasivo. Ha sidodescrito como el cuarto elemento de los circuitos pasivos, junto con los tres mejorconocidos: el condensador, la resistencia y el inductor. El nombre es una palabra compuestade memory resistor (resistencia-memoria).“De forma general, se trata de resistencias variables que tienen la capacidad de recordar loque ha ocurrido antes, su resistencia previa, por lo que en teoría puede ser usado comométodo de almacenaje. En teoría de circuitos es considerado un cuarto elemento, junto conlas resistencias, la capacidad y la inductancia. Aunque la teoría se conoce desde hacetiempo, más de 30 años, no ha sido hasta ahora, cuando se ha podido pensar y desarrollaralgo real aplicando esos conocimientos.”1412 Fuente. Las nuevas memorias RAM Kingston HyperX T1. http://tecnobetas.com/las-nuevas-memorias-ram-kingston-hyperx-t1/ [on line] [Consultado el 12 de mayo de 2012]13 Fuente. Menristor. http://es.wikipedia.org/wiki/Memristor [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]14 Fuente. Memristor, la base de los ordenadores que aprenden. http://www.xataka.com/otros/memristor-la-base-de-los-ordenadores-que-piensen [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]
    • Un memristor efectivamente almacenaríainformación porque el nivel de suresistencia eléctrica cambia cuando esaplicada la corriente. Donde unaresistencia típica proporciona un nivelestable de resistencia, un memristor puedetener un alto nivel de resistencia que puedeser interpretado en una computadora entérminos de datos como un "1", y un bajonivel que puede ser interpretado como un"0". Así, controlando la corriente, los datospueden ser guardados y reescritos.Lo primero que se puede obtener si esta tecnología de desarrolla adecuadamente, seríanordenadores que aun apagados, podrían volver a estar operativos al instante. Esto seráposible gracias a que el estado anterior queda memorizado en la circuitería.Dentro de las aplicaciones más relevantes de los memristors de estado sólido, es quepueden ser combinados para formar transistores, aunque son mucho más pequeños. Puedentambién ser formados como memoria de estado sólido no volátil, que permitiría una mayordensidad de datos que los discos duros con tiempos de acceso similares a la DRAM,sustituyendo ambos componentes.15 Además, al ser un dispositivo analógico, no solo podríaalmacenar bits ("1"s y "0"s), sino bytes o cadenas de bytes en el mismo espacio, solamentemejorando el dispositivo de control del memristor. Esto ofrece un futuro muy prometedor alargo plazo.Computación cuántica16“La informática cuántica descansa en la física cuántica sacando partido de algunaspropiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten trabajar conjuntamente conbits cuánticos (en el procesador y en la memoria del ordenador. Interactuando unos conotros estando aislados de un ambiente externo los bits cuánticos pueden ejecutar cálculosexponenciales mucho más rápidamente que los ordenadores convencionales.Mientras que los computadores tradicionales codifican información usando númerosbinarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un conjunto de números de una sola vezcada uno, las computadoras u ordenadores cuánticos codifican información como serie deestados mecánicos cuánticos tales como direcciones de los electrones o las orientaciones dela polarización de un fotón representando un número que expresaba que el estado del bitcuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de muchos diversos númerosde forma que se realizan diversos cálculos simultáneamente.15 Kanellos, Michael (2008-04-30). «HP makes memory from a once theoretical circuit». CNET News.com.Consultado el 30-04-2008.16 Fuente. Computación cuántica. http://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1ntica [online] [Consultado el 13 de mayo de 2012]
    • En resumen, se habla de computadores cuyo comportamiento es determinado de formaimportante por leyes de la mecánica cuántica. El sistema descrito está formado por bitscuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo: núcleos, puntoscuánticos semiconductores y similares.Algunos visionan computadoras cuánticas que utilizan este tipo de estado sólido, qubits(quantum dots), es decir un material nanoestructurado preciso que se podría considerarcomo un arsenal de qubits. Pero la producción de ese arsenal ordenado qubits a nanoescalaaislado del exterior puede ser una tarea tecnológica absolutamente exigente y compleja.” 17La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computaciónclásica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas quehacen posibles nuevos algoritmos. Una misma tarea puede tener diferente complejidad encomputación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una granexpectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras uncomputador clásico equivale a una máquina de Turing,18 un computador cuántico equivalea una máquina de Turing cuántica.Uno de los obstáculos principales para la computación cuántica es el problema dela decoherencia cuántica, que causa la pérdida del carácter unitario (y, másespecíficamente, la reversibilidad) de los pasos del algoritmo cuántico. Los tiempos dedecoherencia para los sistemas candidatos, en particular el tiempo de relajación transversal(en la terminología usada en la tecnología de resonancia magnética nuclear e imaginería porresonancia magnética) está típicamente entre nanosegundos y segundos, a temperaturasbajas. Las tasas de error son típicamente proporcionales a la razón entre tiempo deoperación frente a tiempo de decoherencia, de forma que cualquier operación debe ser17 Fuente. Informática cuántica / Quantum computing. Computación Cuántica.http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/computacion_cuantica.htm [on line][Consultado el 13 de mayo de 2012]18 Agustín Rayo, «Computación cuántica», Investigación y Ciencia, 405, junio de 2010, págs. 92-93.
    • completada en un tiempo mucho más corto que el tiempo de decoherencia. Si la tasa deerror es lo bastante baja, es posible usar eficazmente la corrección de errores cuántica, conlo cual sí serían posibles tiempos de cálculo más largos que el tiempo de decoherencia y, enprincipio, arbitrariamente largos. Se cita con frecuencia una tasa de error límite de 10 -4, pordebajo de la cual se supone que sería posible la aplicación eficaz de la corrección de errorescuánticos.Otro de los problemas principales es la escalabilidad, especialmente teniendo en cuenta elconsiderable incremento en qubits necesarios para cualquier cálculo que implica lacorrección de errores. Para ninguno de los sistemas actualmente propuestos es trivial undiseño capaz de manejar un número lo bastante alto de qubits para resolver problemascomputacionalmente interesantes hoy en día.
    • Aún no se ha resuelto el problema de qué hardware sería el ideal para la computacióncuántica. Se ha definido una serie de condiciones que debe cumplir, conocida como la listade Di Vinzenzo, y hay varios candidatos actualmente.Condiciones a cumplir  El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido y controlado.  Ha de ser posible hacer manipulaciones a los qubits de forma controlada, con un conjunto de operaciones que forme un conjunto universal de puertas lógicas (para poder reproducir cualquier otra puerta lógica posible).  El sistema ha de mantener su coherencia cuántica a lo largo del experimento.  Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.  El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el número de qubits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.