Pesquisadores fizeram o silício brilhar e isso pode acelerar os computadores

Após 50 anos de invenção e inovação contínuas para tornar os chips de computador mais rápidos, a Lei de Moore parecia não ser mais possível. No entanto, pesquisadores descobriram uma forma de fazer o silício brilhar, o que pode ajudar a mudar esse cenário.

Essa descoberta poderia nos ajudar a tornar os chips mais rápidos. Porém, em vez de duplicarmos a quantidade de transistores de dois em dois anos, como manda a Lei de Moore, seria possível utilizar fótons – as partículas microscópicas que emitem luz, para transmitir dados.

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É um marco enorme para a área de chips. Nos últimos anos, as fabricantes como AMD e Intel têm incluído mais e mais núcleos em seus processadores, reduzindo a distância entre transístores até aos 7 nanômetros, o que traz alguns pontos negativos como o superaquecimento e os “engarrafamentos” de elétrons, o que significa que o fluxo de comunicação pode se tornar mais lento ou pare por completo. Essa é uma questão que explica parcialmente porque é que a Intel está trabalhando na sua tecnologia de 10nm há mais tempo do que o esperado; o processo de fabricação teria que estar completamente preparado para evitar esses problemas com transistores muito próximos um dos outros – algo que a AMD aparentemente conseguiu. Porém, para manter viva a Lei de Moore, temos de nos afastar do modelo de transístores de elétrons para os fótons por meio de ligações ópticas (luz), o que tem sido um problema há algum tempo, uma vez que o silício não “curte” emitir luz.

O silício é um semicondutor, um material que só transmite eletricidade em condições específicas, e os seus átomos estão dispostos numa forma específica que permite aos elétrons circularem livremente, mas não aos fótons. É por isso que os chips de computador são baseados em elétrons-transistores e que estamos tentando deixá-los o mais próximo possível, sem comprometer o fluxo de dados.

Mas, segundo a revista , uma equipe de pesquisadores europeus conseguiu fazer o silício brilhar por meio do cultivo de “nanofios de liga de silício que podem emitir luz”. Tudo está explicado publicado há alguns dias (em inglês) na Nature, mas a equipe de pesquisadores de Erik Bakkers, físico da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, diz que o seu laboratório está utilizando essa técnica para construir um “pequeno laser de silício que pode ser incorporado em chips de computador”, o que poderá resultar em chips que conduzem menos calor, consomem menos energia e transferem dados mais rapidamente.

Basicamente, Bakkers e a sua equipe passaram os últimos dez anos tentando descobrir uma forma de alterar a forma estrutural do silício para que os seus fótons pudessem se mover mais livremente, e finalmente conseguiram. Os transístores baseados em fótons ajudarão a mover os dados mais rapidamente e através de múltiplos canais ao mesmo tempo. Os elétrons, por sua vez, transmitem dados através de um canal de cada vez.

Ainda assim, os futuros chips de computador podem não ser inteiramente ópticos. Dentro de um componente em si, faz mais sentido utilizar elétrons para transmitir dados, uma vez que os dados só precisam de se deslocar a uma curta distância. Mas para distâncias mais longas, como entre dois componentes de hardware de um computador, Bakkers diz que os fótons seriam mais eficazes. E não são apenas os computadores domésticos que se beneficiariam dessa nova tecnologia. Data centers, carros autônomos – tudo o que poderia aproveitar um processamento na “velocidade da luz”.