O ano era 1954 e a IBM estava registrando a patente de um componente intitulado “dispositivo de disco” (disk drive). Dois anos depois disso, a empresa lançou um item para armazenamento de dados. Após esses acontecimentos, a indústria da informática levou algumas décadas para chegar ao que conhecemos hoje como disco rígido.

A evolução continuou...

Foi na década de 1990 que os consumidores realmente chegaram a visualizar e ter acesso aos HDs, os quais foram absolutamente necessários e revolucionários para a história dos computadores. No começo os discos rígidos não conseguiam armazenar nem 100 MB, mas o espaço que traziam era mais do que suficiente para os sistemas operacionais da época.

Os processadores evoluíram, os sistemas também e claro que os discos rígidos não ficariam para trás. Aos poucos foram surgindo discos com capacidade de armazenamento de gigabytes, os quais ganharam mais tecnologia e podiam armazenar uma quantidade surpreendente de arquivos. Depois da virada do milênio a informática deu um boom ainda mais forte e fez com que os HDs de centenas de gigabytes aparecessem.

Nenhuma tecnologia  ainda consegue superar a capacidade de armazenamento dos discos rígidos

Até aí você já conhece a história e também deve saber que atualmente temos HDs com mais de 1 TB (terabyte) de espaço. A expansão absurda da computação não só fez os discos ganharem implementações, mas também forçou o desenvolvimento de dispositivos portáteis para armazenamento de dados: os famosos pendrives (que utilizam memória flash).

Hoje você pode comprar um pendrive de 4 GB e transportar uma biblioteca com até mil arquivos em MP3. Além disso, quem preferir pode ter acesso às memórias flash em dispositivos multimídia, cartões de memória para utilização em máquinas digitais e ultimamente até em SSD (os discos que possivelmente vão concorrer com os HDs).

Muitos arquivos num dispositivo de tamanho reduzido

Toda essa história é fantástica, mas será que o futuro do armazenamento está limitado à tecnologia das memórias flash? A informática não vai evoluir mais nesse sentido? O Baixaki vai abordar o que já está em desenvolvimento, para que você fique sabendo o que vai chegar daqui a alguns anos em seu computador.

FeRAM pode substituir a flash futuramente

Esta memória é muito parecida com aquela utilizada nos pendrives, porém ela tem algumas pequenas diferenças que podem ser cruciais para a utilização no futuro.
As  memórias FeRAM, ou memórias ferroelétricas de acesso aleatório, possuem uma série de alterações nos materiais que compõem o setor de armazenamento interno (como a inclusão de cristais ferroelétricos).

Falando em termos técnicos, pode-se dizer que o que muda drasticamente na memória FeRAM é o modo como ocorre a gravação dos dados. Esta memória utiliza energia elétrica para seu funcionamento — assim como a memória Flash —, mas não da mesma maneira que na tecnologia concorrente.

A  FeRAM basicamente utiliza cargas para gravar os bits, fator que faz esta memória utilizar capacitores (pequenos componentes eletrônicos) como auxiliares na hora de efetuar alguma tarefa nos cristais — os quais são compostos por material ferroelétrico.

Se você não entendeu o que está escrito no parágrafo acima não se preocupe, pois o funcionamento desta memória não é tão importante quanto saber o que ela realmente vai proporcionar.
A  FeRAM tende a ser uma memória que utiliza pouca quantidade de energia, mais rapidez para gravar (escrever) os dados e uma vida útil bem maior do que a memória Flash.

O ponto negativo que mais afeta esta tecnologia é a baixa capacidade de armazenamento, motivo pelo qual ela ainda não está sendo comercializada. Muitas fabricantes estão trabalhando no desenvolvimento das memórias FeRAM, mas a notícia mais recente veio da Toshiba, que anunciou ter conseguido criar uma memória de 128 MB (capaz de armazenar aproximadamente 32 músicas em formato MP3).

Arquitetura da memória FeRAM da Toshiba

Fonte: Divulgação Toshiba

A MRAM é uma possível concorrente

Se você sabe um pouquinho de informática deve estar ciente que a maioria dos componentes do computador utiliza energia elétrica para o funcionamento. O  disco rígido é um componente que, apesar de necessitar da energia, ainda utiliza o magnetismo para armazenar os dados. A memória MRAM terá alguma semelhança com os discos rígidos, porém seu tamanho físico será muito menor.

Everspin trabalha numa tecnologia avançada para construir a memória MRAM

Fonte: Divulgação Everspin

A MRAM tende a ser um “híbrido” entre o HD e a memória Flash, pois ela utilizará magnetismo (tecnologia utilizada nos HDs) aplicado num chip — assim como a memória Flash. Por  utilizar a magnetização, a MRAM consegue escrever ou ler os dados em questão de nanosegundos, mas por se tratar de uma técnica de difícil controle, a magnetização afeta com muita facilidade os dados.

Para entender basicamente o funcionamento da MRAM basta utilizar dois ímãs como exemplo. Estas memórias possuem material magnético, os quais sabem se determinado bit vale 1 ou 0 conforme a polarização.

Por  exemplo: se você colocar dois ímãs com polos opostos, eles se atraem. Agora se você inverter um deles, eles serão repelidos. Com os dados funciona de maneira parecida, mas é possível identifica e gravar os dados a partir dessa pequena diferença que ocorre na magnetização.

A memória MRAM começou a ser desenvolvida na década de 1990, mas até o momento o melhor protótipo consegue armazenar meros 32 MB (modelo apresentado pela Hitachi). A  geração atual desta tecnologia já permite gravar dados em menos de um nanosegundo, assim como acontece com a FeRAM. Ainda não há dados muito precisos quanto ao consumo de energia da MRAM, mas ao menos já é possível saber que a tecnologia é estável e funciona muito bem.

Chip demonstrativo da memória MRAM da Hitachi

Fonte: TechOn! Japan

A PCRAM está muito próxima da realidade

Um conceito básico da PCRAM, ou PRAM, já existia há uns 30 anos, mas a tecnologia demorou um pouco para engrenar nos laboratórios. A memória de acesso aleatório com mudança de fase (tradução do termo PCRAM) utiliza muita tecnologia eletrônica, porém ela depende de algo totalmente inusitado: calor. Isso  mesmo, para gravar dados, a memória PCRAM esquenta o material da qual é feita, permitindo que o chip possa interpretar posteriormente a área gravada como bits de valor 1 ou 0.

O material principal da PCRAM é uma espécie de vidro, o qual pode ser modificado entre as formas cristalina e amorfa. Como já citado, o calor é a técnica que realiza essa mudança na memória e, por ser uma forma simples para escrita dos dados, permite atingir tempos fantásticos para obter ciclos de escrita baixíssimos.

Assim como as tecnologias concorrentes, a PCRAM só não foi lançada ainda por um pequeno problema: não possui um protótipo de alta capacidade. Em 2008 a Intel e uma associada lançaram uma memória PCRAM de 16 MB (com tecnologia de 90 nm), enquanto a Samsung obteve recentemente um progresso maior e mostrou um chip de 512 MB de memória.

Chips de memória PCRAM da Samsung

Fonte: Divulgação Samsung

Apesar de ser mais rápida, a memória PCRAM talvez não seja liberada tão cedo, porque além do problema de capacidade, ela tem um sério problema com a estabilidade. O calor utilizado para gravar os dados requisita uma quantidade de energia maior e não possibilita um nível aceitável de qualidade.

Nano-RAM – Uma solução com o carbono

A tecnologia das memórias Nano-RAM é baseada na substância mais abundante no mundo: o carbono. Aliando nanotubos de carbono com um eletrodo, esta memória consegue gravar dados apenas utilizando uma pequena tensão aplicada aos componentes. A memória identifica os bits conforme a voltagem utilizada.

 

Nanotubos utilizados na memóira NRAM

Fonte: Divulgação Boston.com (Scott Kirsner)

Em teoria a Nano-RAM deve ser mais rápida do que a memória Flash para escrever e acessar os dados. Além disso, esta tecnologia não utiliza tanta energia como sua concorrente, fator que faz dela uma ótima alternativa para os dispositivos, pois permitem um aumento significativo no tempo de utilização da bateria.

O ciclo de vida da memória Nano-RAM também é superior ao das memórias Flash, portanto o usuário pode, em teoria, apagar e escrever dados infinitas vezes. O  único problema que impede esta memória de dominar o mercado é a capacidade de armazenamento, que até o momento não possui grandes progressos. Segundo relatos da fabricante da NRAM, a Nantero, sua memória possivelmente seja  útil para utilização em dispositivos que precisem de velocidade e não grande quantidade para guardar dados.

RRAM

A memória de acesso aleatório resistiva é uma nova tecnologia que vem ganhando força com o passar do tempo. Diversas empresas estão trabalhando em soluções para melhorar o funcionamento deste tipo de memória para armazenamento. Utilizando  pouca energia e conseguindo velocidades surpreendentes, a RRAM tem chances de ser uma possível concorrente para as memórias Flash, porém até o momento existem outros problemas que as fabricantes enfrentam.

A tecnologia da memória RRAM é semelhante à das memórias PCRAM, porém ela traz algumas diferenças. A gravação dos dados aqui é feita através de uma mudança no material cristalino, o qual tem sua composição alterada conforme reações eletroquímicas são aplicadas. Em tamanho grande tudo funciona maravilhosamente bem, porém quando reduzido à escala nano, fica muito difícil de manter a estabilidade das reações internas.

Ainda não há notícias concretas sobre um protótipo 100% funcional, portanto não é possível saber se as memórias RRAMs terão versões com suporte para grande quantidade de armazenamento. É  possível que dentro de pouco tempo a HP lance alguma novidade com esta tecnologia, pois a companhia vem investindo em pesquisa para melhorar as memórias RRAMs. Vale lembrar que a HP lançou em 2008 um protótipo de memória resistiva, o já comentado Memristor (confira o artigo que o Baixaki criou a respeito deste componente).

Memristor - A memória RRAM da HP

Fonte: Divulgação HP Labs

A revolução total: Racetrack

Investir em tecnologias similares parece não ser o foco da IBM, que pretende criar uma memória totalmente inovadora. Enquanto todas as demais fabricantes insistem em melhorar o modelo das memórias RAM (Random Access Memory, ou memória de acesso aleatório), a IBM pretende investir numa arquitetura nova, que possibilite a melhor utilização do espaço para armazenar dados.

A memória Racetrack deve seguir o padrão dos discos rígidos convencionais utilizando a magnetização para gravação de dados. Todavia, o método de funcionamento desta tecnologia impressiona muito. Ao  contrário dos HDs que utilizam o disco como forma de armazenamento, a memória Racetrack deve utilizar nanofios magnéticos, que são movidos sobre os dispositivos que permitem a leitura e gravação.

Exemplificação do funcionamento da memória Racetrack

Fonte: Divulgação IBM

Segundo o site de desenvolvimento da IBM, a nova tecnologia deve ganhar espaço em mercado graças à sua alta estabilidade, baixo consumo de energia, alta velocidade e capacidade imensa para armazenamento. Sendo assim, esta memória seria perfeita, porém a IBM ainda sofre alguns sérios problemas com a tecnologia, que por sinal não está nem perto da fase final.

Só para efeitos de curiosidade, vale salientar que o modo de funcionamento da Racetrack dependerá muito de alta precisão na utilização da energia elétrica. Além  disso, a memória Racetrack deve ser um dispositivo de acesso 3D, ainda que até agora os protótipos não tenham saído do bidimensional. Evidentemente, a pesquisa continua e a fabricante deve anunciar muito em breve avanços desta tecnologia.

Em qual vale apostar?

As tecnologias são muitas, as fabricantes são competentes e os avanços têm sido contínuos, mas até agora não é possível dizer exatamente qual memória deve ser o novo padrão de armazenamento.
Se  considerarmos que a memória Flash ainda está evoluindo e vem fazendo muito sucesso com os discos SSD, talvez não seja o momento de pensar numa tecnologia futura — pelo menos nós usuários não precisamos pensar nisso.

As empresas que desenvolvem tecnologia com certeza devem investir na área, afinal a melhoria de componentes é muito importante para o avanço geral da informática. De  todas as tecnologias supracitadas, duas ganham uma atenção extra: a PCRAM e a RaceTrack. A PCRAM tem certo destaque por já contar com um protótipo de 512 MB, ou seja, ela está no caminho certo para competir com as memórias atuais.

A RaceTrack ainda está em fase de desenvolvimento e possivelmente vai ficar no laboratório por algum tempo, todavia esta tecnologia pode ter grandes chances no futuro, principalmente por revolucionar com uma nova arquitetura. Obviamente , os consumidores sairão ganhando de qualquer forma, resta saber apenas o que vai compensar mais, pois até o momento todas as opções em desenvolvimento custam muito caro.

Dê sua opinião

O que você pensa sobre esse avanço tecnológico? Você está satisfeito com o que seu HD proporciona? Acha interessante utilizar a tecnologia das memórias Flash para armazenar o seu sistema operacional? Em qual tecnologia você aposta? Deixe seu comentário e compartilhe sua opinião com os demais internautas do Portal Baixaki.

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