Processadores magnéticos atingirão limite físico da eficiência

Computadores nanomagnéticos usarão minúsculos ímãs em barra para armazenar e processar informações. As interações entre os campos magnéticos norte-sul polarizados de ímãs muito próximos permitem operações lógicas como as feitas por transistores convencionais.

Processadores magnéticos poderão usar milhões de vezes menos energia do que os chips de silício de hoje. 

Em teoria, os microprocessadores magnéticos poderão consumir a menor quantidade de energia permitida pelas leis da física. 

É o que garantem pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, nos Estados Unidos. 

Processadores magnéticos 

Os microprocessadores de hoje, baseados em silício, usam correntes elétricas, ou elétrons em movimento, que liberam uma grande quantidade de calor, ou energia desperdiçada. 

Mas microprocessadores que empreguem barras magnéticas de tamanho nanométrico para a memória, a lógica e as operações de chaveamento, teoricamente não necessitariam de elétrons em movimento. 

Esses chips dissipariam apenas 18 milielétron-volts de energia por operação a temperatura ambiente, o mínimo permitido pela chamada Segunda Lei da Termodinâmica. 

Esse mínimo também é chamado de limite de Landauer e representa 1 milhão de vezes menos energia por operação do que o consumido pelos computadores de hoje. 

Computação com ímãs 

"Hoje, os computadores consomem eletricidade. Movendo elétrons ao redor de um circuito, você pode processar informação," começa Brian Lambson, um dos autores do novo estudo. 

"Um computador magnético, por outro lado, não envolve nenhum elétron em movimento. Você armazena e processa informações utilizando ímãs, e se você construir estes ímãs suficientemente pequenos, você pode basicamente colocá-los tão próximos entre si que eles interagirão uns com os outros. É assim que se poderá fazer cálculos, ter memória e realizar todas as funções de um computador," prossegue ele. 

Lambson está trabalhando para desenvolver esses computadores magnéticos com Jeffrey Bokor e David Carlton. 

"Em princípio, pode-se, penso eu, construir circuitos reais que funcionem exatamente no limite de Landauer," afirma Bokor. "Mesmo se pudéssemos começar dentro de uma ordem de grandeza, um fator de 10, do limite de Landauer, isso representaria uma enorme redução no consumo de energia para a eletrônica. Seria absolutamente revolucionário." 

Termodinâmica da computação 

Cinquenta anos atrás, Rolf Landauer utilizou a nascente teoria da informação para calcular a energia mínima dissipada por uma operação lógica - como uma operação AND ou OR - dada a limitação imposta pela Segunda Lei da Termodinâmica. 

Em uma porta lógica padrão, com duas entradas e uma saída, uma operação AND produz uma saída quando há duas entradas positivas, enquanto uma operação OR produz uma saída quando uma ou ambas as entradas são positivas. 

A lei da termodinâmica estabelece que um processo irreversível - uma operação lógica ou o apagamento de um bit de informação - dissipa uma energia que não pode ser recuperada. 

Em outras palavras, a entropia de qualquer sistema fechado não pode diminuir. 

Uma das resultantes dos cálculos de Landauer estabelece que uma operação de deletar dados pode resfriar os computadores. 

Na imagem de contraste magnético, os pontos brilhantes são nanomagnetos com seus pólos norte apontando para baixo (representados pela barra vermelha abaixo) e as manchas escuras são nanomagnetos com o norte apontando para cima (azul). Os seis nanomagnetos formam uma porta lógica. [Imagem: Jeffrey Bokor Lab] 

Lógica e memória magnéticas

Na imagem de contraste magnético, os pontos brilhantes são nanomagnetos com seus pólos norte apontando para baixo (representados pela barra vermelha abaixo) e as manchas escuras são nanomagnetos com o norte apontando para cima (azul). Os seis nanomagnetos formam uma porta lógica. [Imagem: Jeffrey Bokor Lab]

Nos transistores e microprocessadores de hoje, esse limite está muito abaixo de outras perdas de energia que geram calor, principalmente através da resistência elétrica dos elétrons em movimento. 

No entanto, os pesquisadores estão tentando desenvolver computadores que não dependam da movimentação dos elétrons e, portanto, poderiam se aproximar do limite de Landauer. 

Lambson decidiu testar teórica e experimentalmente a eficiência energética limitante de um circuito simples de lógica magnética e memória magnética. 

Os nanomagnetos que a equipe usou para construir a memória magnética e os dispositivos de lógica têm cerca de 100 nanômetros de largura e cerca de 200 nanômetros de comprimento. 

Como eles têm a mesma polaridade norte-sul que uma barra de ímã, a orientação para cima ou para baixo dos pólos magnéticos pode ser usada para representar o 0 e 1 binários da memória de um computador. 

Além disso, quando múltiplos nanomagnetos são reunidos, os seus pólos norte e sul interagem pela ação de forças dipolo-dipolo para apresentar o comportamento de um transístor a, permitindo a execução de operações lógicas simples. 

"Os próprios ímãs fazem o papel de memória," diz Lambson. "O verdadeiro desafio é conseguir fazer os fios e transistores funcionarem." 

Limite de Landauer 

Lambson demonstrou através de cálculos e simulações de computador que uma única operação de memória - apagar um bit magnético, uma operação chamada de "retornar para um" - pode ser realizada com uma dissipação de energia muito próxima, se não idêntica, ao limite de Landauer. 

A seguir, ele analisou uma operação lógica magnética simples. 

A primeira demonstração bem-sucedida de uma operação lógica utilizando nanopartículas magnéticas foi obtida por pesquisadores da Universidade de Notre Dame, em 2006. 

Naquela ocasião, eles construíram uma porta lógica de três entradas usando 16 nanomagnetos acoplados. Lambson calculou que esse circuito também dissipa energia no limite de Landauer. 

Demonstrado processador magnético, até 100 vezes mais rápido

Como o limite de Landauer é proporcional à temperatura, circuitos refrigerados a baixas temperaturas seriam ainda mais eficientes. 

Desafios para a computação magnética 

Até o momento, são usadas correntes elétricas para gerar um campo magnético para apagar ou inverter a polaridade dos nanomagnetos, o que dissipa muita energia. 

Idealmente, novos materiais tornarão as correntes elétricas desnecessárias, exceto, talvez, para transferir a informação de um chip para outro. 

"Então você poderá começar a pensar sobre o funcionamento desses circuitos nos limites superiores de eficiência," disse Lambson. 

"Nós estamos trabalhando agora com colaboradores para descobrir uma maneira de injetar essa energia sem a utilização de um campo magnético, que é muito difícil de fazer de forma eficiente," conta Bokor. "Um material multiferroico, por exemplo, pode ser capaz de controlar o magnetismo diretamente com uma tensão, em vez de usar um campo magnético externo." 

Spintrônica: Magnetismo pode ser ligado e desligado

Ainda restam outros obstáculos. Por exemplo, conforme os pesquisadores empurram para baixo o consumo de energia, os dispositivos se tornam mais suscetíveis a flutuações aleatórias induzidas por efeitos térmicos, campos eletromagnéticos aleatórios e outros tipos de ruído. 

"A tecnologia magnética na qual estamos trabalhando parece muito interessante para usos com potência ultra baixa," diz Bokor. "Estamos tentando descobrir como torná-la mais competitiva em desempenho, velocidade e confiabilidade. Precisamos garantir que ela obtenha a resposta certa a cada momento com um grau muito, muito, muito elevado de confiabilidade."

Bibliografia: 

Exploring the Thermodynamic Limits of Computation in Integrated Systems: Magnetic Memory, Nanomagnetic Logic, and the Landauer LimitBrian Lambson, David Carlton, Jeffrey Bokor

Physical Review Letters

Schopenhauer

Arthur Schopenhauer nasceu em Dantzig, na Prússia, (atualmente, uma cidade polonesa, da província de Pomerânia, e denominada Gdańsk), em 22 de Fevereiro 1788 e faleceu em 21 de Setembro 1860 em Frankfurt. Foi um filósofo alemão do século XIX. Seu pensamento é caracterizado por não se encaixar em nenhum dos grandes sistemas de sua época.

Sua obra principal é O mundo como vontade e representação (1819), embora o seu livro Parerga e Paralipomena (1851) seja o mais conhecido. Schopenhauer foi o filósofo que introduziu o Budismo e o pensamento indiano na metafísica alemã. Ficou conhecido por seu pessimismo e entendia o Budismo como uma confirmação dessa visão. Schopenhauer também combateu fortemente a filosofia hegeliana e influenciou fortemente o pensamento de Friedrich Nietzsche.

Pensamentos de Arthur Schopenhauer

O pensamento de Schopenhauer parte de uma interpretação de alguns pressupostos da filosofia kantiana, em especial de sua concepção de Fenômeno. Esta noção leva Schopenhauer a postular que o mundo não é mais que Representação. Esta conta com dois pólos inseparáveis: por um lado, o objeto, constituído a partir de espaço e tempo; por outro, a consciência subjetiva acerca do mundo, sem a qual este não existiria.

Contudo, Schopenhauer rompe com Kant, uma vez que este afirma a impossibilidade da consciência alcançar a Coisa-em-si, isto é, a realidade não fenomênica. Segundo Schopenhauer, ao tomar consciência de si, o homem se experiencia como um ser movido por aspirações e paixões.

 Estas constituem a unidade da Vontade, compreendida como o princípio norteador da vida humana. Voltando o olhar para a natureza, o filósofo percebe esta mesma Vontade presente em todos os seres, figurando como fundamento de todo e qualquer movimento. Para Schopenhauer, a Vontade corresponde à Coisa-em-si; ela é o substrato último de toda realidade.

O impulso do desejo, não se da de forma consciente , ele ao contrário, se desdobra desde o inorgânico até o homem, que deseja sua preservação. A consciência humana seria uma mera superfície, tendendo a encobrir, ao conferir causalidade a seus atos e ao próprio mundo, a irracionalidade inerente à vontade. Sendo deste modo compreendida, ela constitui, igualmente, a causa de todo sofrimento, uma vez que lança os entes em uma cadeia perpétua de aspirações sem fim, o que provoca a dor de permanecer algo que jamais consegue completar-se. Segundo tal concepção pessimista, o prazer consiste apenas na supressão momentânea da dor; esta é a única e verdadeira realidade.  

Contudo, há alguns caminhos que possibilitam ao homem escapar da vontade, e assim, da dor que ela acarreta. A primeira via é a da arte. Schopenhauer traça uma hierarquia presente nas manifestações artísticas, na qual cada modalidade artística, ao nos lançar em uma pura contemplação de Idéias, nos apresenta um grau de objetivação da vontade. Partindo da arquitetura como seu grau inferior, ao mostrar a resistência e as forças intrínsecas presentes na matéria, o último patamar desta contemplação reside na experiência musical; a música, por ser independente de toda imagem externa, é capaz de nos apresentar a pura Vontade em seus movimentos próprios; a música é, pois, a própria vontade encarnada. Tal contemplação, trazendo a vontade para diante de nós, consegue nos livrar, momentaneamente, de seus liames.

A arte representa apenas um paliativo para o sofrimento humano. Outra possibilidade de escape é apontada através da moral. A conduta humana deve voltar-se para a superação do egoísmo; este provém da ilusão de individuação, pela qual um indivíduo deseja, constantemente, suplantar os outros. A compreensão da Vontade faz aparecer todos os entes desde seu caráter único, o que leva, necessariamente, a um sentimento de fraternidade e a uma prática de caridade e compaixão.

Entretanto, a suprema felicidade somente pode ser conseguida pela anulação da vontade. Tal anulação é encontrada por Schopenhauer no misticismo hindu, particularmente o Budismo; a experiência do Nirvana constitui a aniquilação desta vontade última, o desejo de viver. Somente neste estado, o homem alcança a única felicidade real e estável.

A filosofia de Schopenhauer influenciou marcadamente vários pensadores, entre os quais destacam-se: Nietzsche, Hartmann, Simmel, Thomas Mann, Bergson, Freud e Augusto dos Anjos.

Talvez nenhum outro filósofo tenha exercido maior influência no mundo das artes do que o alemão Arthur Schopenhauer. O compositor Richard Wagner, por exemplo, disse ter criado uma de suas maiores óperas, "Tristão e Isolda", como reação à leitura de Schopenhauer.


Na literatura, o número de romancistas e contistas que compartilharam das idéias de Schopenhauer é imenso: os russos Tolstoi, Tcheckov e Turguêniev, os franceses Zola, Maupassant e Proust, os ingleses Hardy, Conrad e Maugham, sem falar no argentino Jorge Luís Borges e no brasileiro Machado de Assis.


Também se encontram no mesmo caso poetas como escritor de língua alemã Rilke e o inglês T. S. Eliot, além de dramaturgos como o inglês Bernard Shaw, o irlandês Samuel Beckett e o italiano Luigi Pirandello.


Mas a influência de Schopenhauer não para por aí: Friedrich Nietzsche disse ter se tornado filósofo devido à leitura de Schopenhauer, que também foi o ponto de partida da filosofia de Wittgenstein. Sigmund Freud, o pai da psicanálise, reconheceu que a análise da repressão - um dos pilares da teoria psicanalítica - foi feita pioneiramente por Schopenhauer, que é com freqüência citado por Carl Gustav Jung.

Fonte: Wikipédia

Elucubrações de Schopenhauer

A razão pela qual as cabeças limitadas são tão propensas ao tédio provém do fato de que o seu intelecto nada mais é senão o intermediário dos motivos para a vontade. Se não existirem motivos para serem levados em conta, então a vontade repousa e o intelecto folga; pois este, tão pouco quanto aquela, não entra em atividade por si próprio (Schopenhauer).

As pessoas comuns pensam apenas como passar o tempo. Uma pessoa inteligente tenta usar o tempo (Schopenhauer).

Assim como a necessidade reúne os homens espontaneamente, o tédio faz o mesmo depois que ela é removida (Schopenhauer).

Cada separação é um antegosto da morte, e cada reunião um antegosto da ressurreição. É por isso que mesmo as pessoas que eram indiferentes umas às outras se regozijam tanto quando voltam a encontrar-se ao fim de vinte ou trinta anos (Schopenhauer).

De fato, exteriormente, a necessidade e a privação geram a dor; em contrapartida, a segurança e a abundância geram o tédio (Schopenhauer).

Durante a leitura a nossa cabeça é apenas o campo de batalha de pensamentos alheios (Schopenhauer).

Em geral, as pessoas de grande capacidade dão-se melhor com pessoas de capacidade muito limitada do que com pessoas de capacidade vulgar, pelo mesmo motivo por que o déspota e o plebeu, os avós e os netos, são aliados naturais (Schopenhauer).

Ler quer dizer pensar com uma cabeça alheia, em lugar da própria (Schopenhauer).

Na juventude, imaginamos o mundo repleto de felicidade e prazer, sendo que a única dificuldade é alcançá-los, enquanto na velhice sabemos que do mundo não há muito a esperar. Logo, acalmados por completo, fruímos um presente suportável e encontramos alegria até mesmo em miudezas (Schopenhauer).

Não ir ao teatro é como fazer a toilette sem espelho (Schopenhauer).

O dinheiro é a felicidade humana in abstrato; consequentemente, quem já não consegue alcançar a felicidade in concreto começa a pensar apenas no dinheiro (Schopenhauer).

Os estados de felicidade humana e de boa sorte podem, em regra, ser comparados a certos grupos de árvores: vistas à distância parecem belas, mas, quando nos aproximamos e passamos entre elas, a sua beleza desaparece e já não conseguimos encontrá-la. É por isso que tantas vezes sentimos inveja das outras pessoas (Schopenhauer).

Se alguém quiser saber o que realmente sente acerca de uma pessoa, basta notar qual a sensação que lhe provoca a visão de uma carta inesperada dessa pessoa sobre o tapete da entrada (Schopenhauer).

Reflexões sobre a velhice

   

Aquele que envelhece e que segue atentamente esse processo poderá observar como, apesar de as forças falharem e as potencialidades deixarem de serem as que eram, a vida pode, até bastante tarde, ano após ano e até ao fim, ainda ser capaz de aumentar e multiplicar a interminável rede das suas relações e interdependências e como, desde que a memória se mantenha desperta, nada daquilo que é transitório e já se passou se perde (Hermann Hesse).

A velhice, essa época em que se julga a vida e em que os prazeres do orgulho se revelam em toda a sua miséria (Stendhal).

A velhice é uma tirania que proíbe, sob pena de morte, todos os prazeres da juventude (Rochefoucauld).

A velhice faz-nos mais rugas no espírito do que na cara (Montaigne).

Ao envelhecermos, tornamo-nos mais loucos e mais sagazes (Rochefoucauld).

Os conselhos da velhice alumiam sem aquecer, como o sol de Inverno (Vauvenargues).

O sofrimento de uma criança preocupa a uma mãe, o sofrimento de um rapaz preocupa a uma garota, o sofrimento de um velho não preocupa ninguém (Victor Hugo).

Os velhos gostam de dar bons conselhos para se consolarem de já não estarem em estado de dar maus exemplos (Rochefoucauld).

Os defeitos do espírito aumentam com a idade, tal como os do rosto (Rochefoucauld).

Quanto mais envelhecemos, mais precisamos ter o que fazer. Mais vale morrer do que arrastarmos na ociosidade uma velhice insípida: trabalhar é viver (Voltaire).

Reflexões sobre a virtude

As nossas virtudes, na maior parte das vezes, não passam de vícios disfarçados (François Rochefoucauld). 

As virtudes perdem-se no interesse, tal como os rios no mar (François Rochefoucauld). 

A utilidade da virtude é de tal modo evidente que os maus a praticam por interesse (Vauvenargues). 

A virtude é coisa deveras inútil e frívola, caso apenas tenha a recomendá-la a glória (Montaigne). 

A virtude é o que de melhor os indivíduos podem obter de si próprios (André Gide). 

A virtude não iria tão longe se a vaidade não lhe fizesse companhia (François Rochefoucauld). 

Honro com o nome de virtude o hábito de praticar ações penosas e úteis aos outros (Stendhal). 

Nada do que fazermos diante de todas as pessoas pode ter mais valor do que aquilo que seríamos capazes de fazermos sem testemunhas (François Rochefoucauld). 

O que é a virtude? É, seja qual o aspecto pela qual a encaremos, um sacrifício de nós próprios (Denis Diderot). 

A pessoa que atrapalhava sua vida

 

Faleceu ontem a pessoa que atrapalhava sua vida...

Um dia, quando os funcionários chegaram para trabalhar, encontraram na portaria um cartaz enorme, no qual estava escrito:

"Faleceu ontem a pessoa que atrapalhava sua vida na Empresa. Você está convidado para o velório na quadra de esportes".

No início, todos se entristeceram com a morte de alguém, mas depois de algum tempo, ficaram curiosos para saber quem estava atrapalhando sua vida e bloqueando seu crescimento na empresa. A agitação na quadra de esportes era tão grande, que foi preciso chamar os seguranças para organizar a fila do velório. Conforme as pessoas iam se aproximando do caixão, a excitação aumentava:

- Quem será que estava atrapalhando o meu progresso ?
- Ainda bem que esse infeliz morreu !

Um a um, os funcionários, agitados, se aproximavam do caixão, olhavam pelo visor do caixão a fim de reconhecer o defunto, engoliam em seco e saiam de cabeça abaixada, sem nada falar uns com os outros. Ficavam no mais absoluto silêncio, como se tivessem sido atingidos no fundo da alma e dirigiam-se para suas salas. Todos, muito curiosos mantinham-se na fila até chegar a sua vez de verificar quem estava no caixão e que tinha atrapalhado tanto a cada um deles.

A pergunta ecoava na mente de todos: "Quem está nesse caixão"?

No visor do caixão havia um espelho e cada um via a si mesmo... Só existe uma pessoa capaz de limitar seu crescimento: VOCÊ MESMO! Você é a única pessoa que pode fazer a revolução de sua vida. Você é a única pessoa que pode prejudicar a sua vida. Você é a única pessoa que pode ajudar a si mesmo. "SUA VIDA NÃO MUDA QUANDO SEU CHEFE MUDA, QUANDO SUA EMPRESA MUDA, QUANDO SEUS PAIS MUDAM, QUANDO SEU (SUA) NAMORADO(A) MUDA. SUA VIDA MUDA... QUANDO VOCÊ MUDA! VOCÊ É O ÚNICO RESPONSÁVEL POR ELA."

O mundo é como um espelho que devolve a cada pessoa o reflexo de seus próprios pensamentos e seus atos. A maneira como você encara a vida é que faz toda diferença. A vida muda, quando "você muda".

Luís Fernando Veríssimo

Dez Coisas que Levei Anos Para Aprender

1. Uma pessoa que é boa com você, mas grosseira com o garçom, não pode ser uma boa pessoa.

2. As pessoas que querem compartilhar as visões religiosas delas com você, quase nunca querem que você compartilhe as suas com elas.

3. Ninguém liga se você não sabe dançar. Levante e dance.

4. A força mais destrutiva do universo é a fofoca.

5. Não confunda nunca sua carreira com sua vida.

6. Jamais, sob quaisquer circunstâncias, tome um remédio para dormir e um laxante na mesma noite.

7. Se você tivesse que identificar, em uma palavra, a razão pela qual a raça humana ainda não atingiu (e nunca atingirá) todo o seu potencial, essa palavra seria "reuniões".

8. Há uma linha muito tênue entre "hobby" e "doença mental".

9. Seus amigos de verdade amam você de qualquer jeito.

10. Nunca tenha medo de tentar algo novo. Lembre-se de que um amador solitário construiu a Arca. Um grande grupo de profissionais construiu o Titanic.

Luís Fernando Veríssimo