para inverter seu valor. [Imagem: Jeongmin Hong/Jeffrey Bokor]Dissipacao fundamentalEm um avanco importante para uma computacao energeticamente eficiente, engenheiros da Universidade da California em Berkeley comprovaram pela primeira vez que chips magneticos poderao operar com o menor nivel fundamental de dissipacao de energia possivel de acordo com as leis da termodinamica.Isto significa que e possivel conseguir reducoes dramaticas no consumo de energia - tanto quanto usar apenas um milionesimo da energia gasta por operacao pelos transistores dos computadores atuais.Isto e critico tanto para os aparelhos moveis e suas baterias, quanto para a "nuvem", com a gigantesca demanda de eletricidade dos enormes centros de dados que a viabiliza.Computacao magneticaA computacao magnetica emergiu como um candidato promissor nos ultimos anos porque os bits magneticos sao diferenciados por direcao, gastando a mesma energia para faze-los apontar para a esquerda ou para a direita."Sao dois estados de energia iguais, por isso nao desperdicamos energia criando um estado de alta e [outro estado] de baixa energia," esclarece o professor Jeffrey Bokor, coordenador da equipe.Em 2011, o mesmo grupo publicou uma teoria demonstrando que processadores magneticos poderiam atingir o limite fisico da eficiencia.Agora eles demonstraram isso experimentalmente.Limite de LandauerNa pratica, a equipe testou e confirmou o limite de Landauer, um termo em homenagem a Rolf Landauer, que em 1961 descobriu que, em qualquer computador, cada operacao de um unico bit deve gastar uma quantidade minima absoluta de energia.A descoberta de Landauer e baseada na segunda lei da termodinamica, que estabelece que, conforme qualquer sistema fisico e alterado, passando de um estado de maior concentracao para uma menor concentracao, ele torna-se cada vez mais desordenado. Essa perda de ordem e chamada entropia, e sai do sistema como calor residual.Computadores nanomagneticos usarao minusculos imas em barra para armazenar e processar informacoes. As primeiras portas logicas magneticas 3D ja foram construidas. [Imagem: Jeffrey Bokor Lab]Landauer desenvolveu uma formula para calcular este limite inferior de energia necessaria para uma operacao computacional. O resultado depende da temperatura do computador; a temperatura ambiente, o limite atinge cerca de 3 zeptojoules, ou um centesimo da energia dissipada por um unico atomo quando ele emite um foton de luz.Eficiencia energetica e possivelA equipe usou uma tecnica inovadora para medir a minuscula quantidade de dissipacao de energia gerada pela inversao de um bit nanomagnetico. Eles usaram um laser para rastrear cuidadosamente a direcao que o bit estava apontando conforme um campo magnetico externo era usado para girar o alinhamento do ima para "cima" e para "baixo" ou vice-versa.Os dados mostram que sao necessarios apenas 15 milieletron-volts de energia - o equivalente a 3 zeptojoules - para inverter um bit magnetico a temperatura ambiente, demonstrando efetivamente o limite de Landauer.Ainda e uma prova de principio, e efetivamente poder comprar processadores magneticos nas lojas ainda devera demorar algum tempo.Mas a equipe observa em seu artigo que "a significancia deste resultado e que os computadores de hoje estao longe do limite fundamental e que futuras reducoes drasticas no consumo de energia sao possiveis."Bibliografia:Experimental test of Landauers principle in single-bit operations on nanomagnetic memory bitsJeongmin Hong, Brian Lambson, Scott Dhuey, Jeffrey Bokor