Así que Parkin optó por desarrollar una manera completamente nueva de almacenar información: un chip de memoria con la capacidad de almacenamiento de un disco duro magnético, la durabilidad de una memoria flash electrónica, y con una velocidad superior a ambos. Llamó a la tecnología nueva “memoria de circuito”.
Parkin afirma que las tecnologías existentes de discos duros magnéticos como así también las memorias a transistores son esencialmente bidimensionales, y dependen de bits magnéticos o de transistores. “Ambas tecnologías evolucionaron durante los últimos 50 años, pero lo hicieron reduciendo los tamaños de los dispositivos o desarrollando medios nuevos para acceder a los datos” según Parkin, quien considera que ambas tecnologías llegarán al límite de sus tamaños en las próximas décadas. “Nuestra idea es totalmente distinta a cualquier memoria jamás creada ya que es tridimensional”, agrega.
La clave radica en un conjunto de nanocables magnéticos con forma de U, dispuestos verticalmente como árboles en un bosque. Los nanocables tienen regiones con distintas polaridades magnéticas, y los límites entre las regiones representan 1s o 0s, dependiendo de las polaridades de cada lado. Cuando una corriente de giro polarizado (una en la que el “giro” quántico-mecánico se orienta en una dirección específica) pasa a través del nanocable, todo el patrón magnético queda arrastrado, como los automóviles que atraviesan un circuito de carrera. Los límites magnéticos se encuentran con un par de dispositivos pequeños que leen y escriben los datos en la base de la U.
Bits con exceso de velocidad: En una implementación de la memoria de circuito, la información se almacena en un nanocable con forma de U como patrón de regiones magnéticas de polaridades distintas. Aplicar una corriente de giro polarizado hace que el patrón magnético atraviese el nanocable rápidamente; los datos pueden desplazarse en cualquiera de las dos direcciones, dependiendo de la dirección de la corriente. Un nanocable separado que está perpendicular al “circuito” con forma de U escribe los datos al cambiar la polaridad de las regiones magnéticas. Un segundo dispositivo en la base de la “pista” lee los datos. Así es como los datos se escriben y leen en menos de un nanosegundo. Una memoria de circuito que utilice cientos de millones de nanocables tendría el potencial de almacenar cantidades inmensas de datos.
nEste diseño simple tiene el potencial de combinar las mejores cualidades de otras tecnologías de memorias y a su vez evitar sus inconvenientes. Debido a que la memoria de circuito almacena los datos en nanocables verticales, teóricamente puede almacenar 100 veces más datos en la misma área que utiliza un transistor de un chip de flash, y al mismo precio. No tiene partes mecánicas, por lo tanto podría ser más fiable que un disco duro. La memoria de circuito es rápida, como la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) que se utiliza en los ordenadores para retener datos a los que se accede frecuentemente, y puede almacenar datos aún estando apagada. Esto se debe a que no se mueven átomos en el proceso de lectura y escritura de datos y se elimina el desgaste del cable.
Del mismo modo en que la memoria flash dio lugar a dispositivos ultra-pequeños que pueden almacenar miles de canciones, fotografías y otro tipo de datos, la de circuito promete dar lugar a categorías completamente nuevas de electrónica. “Una memoria más pequeña, aun más densa, haría que los ordenadores fueran más compactos y consumieran menos energía”, comenta Parkin. Además, chips con una capacidad enorme de datos podrían reducirse al tamaño de una mota de polvo y distribuirse por el ambiente dentro de sensores pequeños o implantarse en los pacientes con el fin de registrar signos vitales.
Parkin comenta que cuando propuso, por primera vez, la memoria de circuito en 2003, “las personas pensaron que era una gran idea que jamás funcionaría”. Antes de abril de 2008, nadie había podido alterar los dominios magnéticos del cable sin modificar sus orientaciones. Sin embargo, en un artículo publicado ese mes en Science, el equipo de Parkin demostró que una corriente de giro polarizado preservaría el patrón magnético original.
El artículo de Science demostró que el concepto de la memoria de circuito es sólido, aunque en ese momento, los investigadores habían desplazado sólo tres bits de datos a través del nanocable. En Diciembre 2008, el equipo de Parkin desplazó seis bits por el nanocable con éxito. Él espera llegar pronto a los 10 bits, lo que haría que la memoria de circuito pudiera competir con el almacenamiento flash. Si su equipo pudiera administrar 100 bits, la memoria de circuitos podría reemplazar a los discos duros.
Parkin ya encontró la forma de aumentar la cantidad de bits que puede administrar un cable, controlando el diámetro con precisión: cuanto más estrecho y uniforme sea el cable, más bits podrá almacenar. Otro desafío es el de hallar el material más adecuado para la tarea: debe ser uno que sobreviva al proceso de la fabricación y que permita que los dominios magnéticos se trasladen rápidamente por el cable, con la menor cantidad de corriente posible.
Si el diseño tiene éxito, la memoria de circuito podría reemplazar todas las formas restantes de memorias y Parkin reforzará su status de genio de la memoria magnética. Después de todo, su trabajo con magnetorresistencia, que condujo a los discos duros actuales de alta capacidad, transformó a la industria de la computación. Con la memoria de circuito, Parkin podría cambiar la computación una vez más.