El documento trata sobre la nanotecnología y sus aplicaciones relacionadas con la computación. Explica que la nanotecnología involucra el estudio y manipulación de la materia a escala nanométrica, lo que permite crear nuevos materiales y sistemas con propiedades únicas. También describe efectos como la magnetorresistencia gigante y su aplicación en las cabezas de lectura de los discos duros, así como la memoria magnética (MRAM) y sus ventajas sobre otros tipos de memoria.

1. NANOTECNOLOGIA Y APLICACIONES RELACIONADAS CON LA
COMPUTACIÓN
Ms. Ing. Jairo E. Márquez D.
Nanotecnología1
La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas
que se aplican a un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas
"nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En
síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del
reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir
de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).
La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de
materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano
escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra
fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la
nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con
propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de
investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras
y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc.
Estas nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o
pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una
1
Fuente. Nanotechnology. [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_que_es.htm.

2. nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances
nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud
de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
La nanociencia está unida en gran medida
desde la década de los 80 con Drexler y sus
aportaciones a la "nanotecnología molecular",
esto es, la construcción de
nanomáquinas hechas de átomos y que son
capaces de construir ellas mismas otros
componentes moleculares. Desde
entonces Eric Drexler (personal webpage), se
le considera uno de los mayores visionarios
sobre este tema. Ya en 1986, en su
libro "Engines of creation" introdujo las
promesas y peligros de la manipulación
molecular. Actualmente preside el Foresight
Institute.
El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física,
quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y
moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores
trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir
velocidades asombrosas.
Hay varias razones por las que la Nanociencia se ha convertido en un importante campo
científico con entidad propia. Una es la disponibilidad de nuevos instrumentos capaces de
"ver" y "tocar" a esta escala dimensional. A principios de los ochenta fue inventado en
Suiza (IBM-Zurich) uno de los microscopios capaz de "ver" átomos. Unos pocos años más
tarde el Atomic Force Microscopefue inventado incrementando las capacidades y tipos de
materiales que podían ser investigados.
En respuesta a estas nuevas posibilidades los científicos han tomado conciencia de
potencial futuro de la actividad investigadora en estos campos. La mayor parte de los países
han institucionalizado iniciativas para promover la nanociencia y la nanotecnología, en sus
universidades y laboratorios.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución
industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del
MIT).
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades
extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por
ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más
rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las
partes más delicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.

3. MAGNETORESISTENCIA GIGANTE2
Este efecto fue descubierto de forma independiente en 1988 por un equipo liderado
por Peter Grünberg del Jülich Research Centre en capas cristalinas de Fe/Cr/Fe, los cuales
poseen la patente, y en capas de Fe/Cr por el grupo de Albert Fert de la Universidad de
París-Sur, quienes por primera vez observaron el fenómeno en las multicapas que dio lugar
al nombre y que primeramente explicaron la física subyacente.
Un equipo de IBM liderado por Stuart Parkin reconoció rápidamente las posibilidades de
utilización del efecto para un sensor de campo magnético y, por consiguiente, para
la cabeza de lectura en un disco duro de ordenador y replicó el efecto en capas
policristalinas en 1989. En diciembre de 1997 IBM liberó al mercado el primer dispositivo
comercial basado en este efecto. El descubrimiento de esta tecnología supuso para Peter
Grünberg y Albert Fert el Premio Nobel de Física del año 2007.
La magnetorresistencia gigante (en inglés, Giant Magnetoresistance Effect o GMR) es un
efecto mecánico cuántico que se observa en estructuras de película delgada compuestas de
capas alternadas ferromagnéticas y no magnéticas. Se manifiesta en forma de una bajada
significativa de la resistencia eléctrica observada bajo la aplicación de un campo
magnético externo: cuando el campo es nulo, las dos capas ferromagnéticas adyacentes
tienen una magnetización antiparalela puesto que están sometidas a un acoplamiento
ferromagnético débil entre las capas. Bajo efecto de un campo magnético externo, las
magnetizaciones respectivas de las dos capas se alinean y la resistencia de la multicapa cae
de manera súbita. Los spines de los electrones de la sustancia no magnética se alinean en
igual número de manera paralela y antiparalela al campo magnético aplicado, y por tanto
sufren un cambio de difusión magnética en una menor medida respecto a las capas
ferromagnéticas que se magnetizan de forma paralela.
2
Fuente. Magnetorresistencia gigante. http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetorresistencia_gigante [on line]
[Consultado el 10 de mayo de 2012]

4. Tipos de fenómenos de GMR
Magnetorresistencia gigante en las multicapas
En este caso, al menos dos capas ferromagnéticas están separadas por una película
ultradelgada (cerca de 1 nanómetro) de metal no ferromagnético (por ejemplo, dos capas de
hierro separadas por el cromo: Fe / Cr / Fe). Para ciertos espesores, el acoplamiento
RKKY entre las capas ferromagnéticas adyacentes, se hace un acoplamiento
antiferromagnético: a nivel energético, se hace preferible para las capas adyacentes que sus
magnetizaciones respectivas se alineen de manera antiparalela. La resistencia eléctrica del
dispositivo normalmente es más grande en el caso antiparalelo, y la diferencia puede
alcanzar varias decenas de porcentuales a temperatura ambiente. En estos dispositivos, la
capa intermediaria corresponde al segundo pico antiferromagnético en la oscilación
antiferromagnético-ferromagnético del acoplamiento RKKY.
La magnetoresistencia gigante fue observada por primera vez en una configuración
multicapa, trabajándose con apilamientos de 10 o más capas.
Magnetorresistencia gigante de válvula de spin
GMR de válvula de spin.
En el GMR de válvula de spin dos capas ferromagnéticos están separadas por una capa no
magnética (aproximadamente 3nm), pero sin acoplamiento RKKY. Si el campo coercitivo
de ambos electrodos ferromagnéticos es diferente, es posible conmutarlos

5. independientemente. Así, podemos realizar una alineación paralela o antiparalela, y la
resistencia debe ser más grande en el caso antiparalelo. Este sistema es a veces llamado
válvula de espín puesto que permite controlar el espín de los electrones que circulan.
Esta es la que presenta mayor interés comercial puesto que es la configuración usada en la
mayoría de los discos duros.
Magnetorresistencia gigante granular
El magnetoresistencia gigante granular es un fenómeno que se produce
en precipitados sólidos de materiales magnéticos en una matriz no magnética. En la
práctica, el GMR granular es observado únicamente en matrices de cobre que contienen
gránulos de cobalto. La razón de ello es que el cobalto y el cobre no son miscibles,3 y por
tanto es posible crear precipitado sólido enfriando rápidamente una mezcla en fusión de
cobre y cobalto. La talla de los gránulos depende de la velocidad de enfriamiento y del
recocido posterior. Los materiales que muestran una magnetoresistencia gigante granular
no parecen en el 2005 capaces de reproducir los efectos tan importantes como los
presentados por los formados a partir de multicapas.
MRAM4
La MRAM (RAM magnetorresistiva o magnética) es un tipo de memoria no
volátil5 desarrollada desde los años 90. El desarrollo de la tecnología existente,
principalmente Flash y DRAM han evitado la generalización de su uso, aunque sus
defensores creen que sus ventajas son tan evidentes que antes o después alcanzará un uso
muy elevado.
A diferencia de la RAM convencional los datos no se almacenan como carga eléctrica o
flujos de corriente, sino por medio de elementos de almacenamiento magnético. Los
elementos están formados por dos discos ferromagnéticos, cada uno de los cuales puede
3
En química, una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras pero no combinadas
químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su
identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus
componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales, como una mezcla aire-
combustible en un motor de combustión interna.
Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como destilación, disolución, separación
magnética, flotación, filtración, decantación o centrifugación. Si después de mezclar algunas sustancias, estas
reaccionan químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se han
formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una mezcla algunas propiedades físicas,
como el punto de fusión, pueden diferir respecto a la de sus componentes.
Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes de una mezcla pueden ser sólidos,
líquidos o gaseosos.
4
Fuente. MRAM. http://es.wikipedia.org/wiki/DRAM [on line] [Consultado el 10 de mayo de 2012].
5
Es un tipo de memoria cuyo contenido de datos almacenados no se pierde aún si no este energizada.

6. generar un campo magnético, separados por una fina capa de aislante. Uno de los dos
discos se sitúa en un imán permanente con una polaridad dada; el otro variará para
adecuarse al de un campo externo. Una malla de estas celdas forma un chip de memoria.
La lectura se realiza midiendo la resistencia
eléctrica de la celda. En general, una celda se
selecciona con base en la alimentación de
un transistor asociado que conduce la corriente desde
una línea de alimentación a través de la celda a tierra.
El efecto túnel provoca cambios en la resistencia de la
celda según la orientación de los campos de los dos
discos. Midiendo la corriente generada, puede
calcularse la resistencia y a partir de ésta la polaridad
del disco escribible. En general suele considerarse '0' si
la polaridad de ambos discos es la misma (el estado de
menor resistencia).
La escritura puede realizarse de varias maneras. La más
sencilla es que cada celda esté situada entre dos líneas de
escritura que formen un ángulo adecuado entre sí por
encima y debajo de la celda. Con la corriente se induce un
campo magnético en la unión, y este campo influye en el
disco escribible. Este patrón de operación es similar al de
la memoria de núcleo de ferrita de los años 60. Es
necesaria una cantidad significativa de corriente para
generar el campo magnético lo que limita su uso en
dispositivos con necesidades de bajo consumo. Además,
conforme el tamaño se escala, los campos generados
pueden solapar varias celdas con las escrituras falsas
resultantes. Este problema parece imponer un tamaño de celda relativamente grande.
Aunque se intentó solucionar con dominios circulares y la magneto resistencia colosal
(CMR),6 no parece que esta solución se esté desarrollando últimamente.
6
Es la propiedad de algunos materiales, principalmente óxidos con estructura de perovskita basados
en manganeso) que les permite cambiar considerablemente su resistencia eléctrica en presencia de un campo
magnético.
La magnetoresistencia de los materiales convencionales permite cambios en la resistencia de hasta un 5%,
pero los materiales que tienen como rasgo el CMR pueden demostrar cambios en la magnetorresistencia
superiores a la convencional en órdenes de magnitud.
Descubierta por primera vez en 1993 por von Helmolt y otros, no hay una explicación plausible para esta
propiedad que se base en las teorías físicas actuales, incluyendo la magnetoresistencia convencional o
el mecanismo de doble intercambio, siendo por ello el foco de una intensa actividad de investigación.
La comprensión y la aplicación de CMR ofrecerá tremendas oportunidades para el desarrollo de nuevas
tecnologías como las cabezas de lectura/escritura de disco para almacenamiento magnético de alta capacidad,
y de la espintrónica.

7. Otro enfoque realiza una escritura en varias fases por medio de una celda multinivel. La
celda contiene ahora un material antiferromagnético7 en el que la orientación magnética se
alterna en la superficie. Los niveles fijos y libres están formados ahora por pilas de varios
niveles aisladas por unnivel de acoplamiento.
La estructura resultante sólo tiene dos estados estables, que pueden cambiarse (toggling)
ajustando el retraso relativo en la señal de escritura propagada por cada una de las dos
líneas, provocando una rotación del campo. Cualquier voltaje que no sea el completo
aumenta la resistencia de forma que las celdas que compartan una de las líneas de escritura
no se ven afectadas. Esto permite celdas más pequeñas.
Una técnica más reciente se basa en la transferencia de torsión de spin (spin torque
transfer o spin transfer switching). Utiliza electrones polarizados (con su momento de spin
alineado) para realizar la torsión sobre los dominios magnéticos. En concreto, si los
electrones que fluyen a una capa han de cargar su spin, se genera una fuerza de torsión que
se transfiere a la capa próxima. De esta forma se reduce la corriente necesaria para realizar
la escritura a aproximadamente el mismo nivel de la lectura. Se sospecha que la celda
MRAM clásica sea difícil de producir en gran densidad por la cantidad de corriente
necesaria para la escritura, algo que este método evita. El problema es que, por el momento,
el transistor de control debe conmutar más corriente y debe mantener la coherencia de spin.
En todo caso, la corriente de escritura es mucho menor que en las otras variantes.
7
El antiferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra,
en la misma dirección pero en sentido inverso (por pares, por ejemplo, o una subred frente a otra).
Un antiferromagneto es el material que puede presentar antiferromagnetismo.
La interacción antiferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos magnéticos
tiendan a disponerse en la misma dirección y en sentido inverso, cancelándolos si tienen el mismo valor
absoluto, o reduciéndolos si son distintos. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el
antiferromagnetismo.
Como el ferromagnetismo, la interacción antiferromagnética se destruye a alta temperatura por efecto de
la entropía. La temperatura por encima de la cual no se aprecia el antiferromagnetismo se llama temperatura
de Neel. Por encima de esta, los compuestos son paramagnéticos.
Generalmente, los antiferromagnetos están divididos en dominios magnéticos. En cada uno de estos dominios,
todos los momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial,
pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.
Al someter un material antiferromagnético a un campo magnético intenso, algunos de los momentos
magnéticos se alinean paralelamente con él, aún a costa de alinearse también paralelo a sus vecinos
(superando la interacción antiferromagnética). Generalmente, se requiere un campo magnético muy intenso
para conseguir alinear todos los momentos magnéticos de la muestra.
Las interacciones antiferromagnéticas pueden producir momentos magnéticos grandes, incluso imanación.
El ferromagnetismo ocurre en sistemas en los que una interacción antiferromagnética entre momentos
magnéticos de diferente magnitud implica un momento magnético resultante grande. La magnetita es un
sólido extendido que presenta ferrimagnetismo: es un imán, aunque las interacciones son antiferromagnéticas.

8. Esquema simplificado de una celda MRAM.
DRAM (Dynamic Random Access Memory)8
Es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los
módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se
denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el
mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la
posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía
funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de
posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una
memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la
información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la
actualidad.
La celda de memoria es la unidad básica de cualquier memoria, capaz de almacenar
un Bit en los sistemas digitales. La construcción de la celda define el funcionamiento de la
misma, en el caso de la DRAM moderna, consiste en un transistor de efecto de campo y
un condensador. El principio de funcionamiento básico, es sencillo: una carga se almacena
en el condensador significando un 1 y sin carga un 0. El transistor funciona como un
interruptor que conecta y desconecta al condensador. Este mecanismo puede implementarse
con dispositivos discretos y de hecho muchas memorias anteriores a la época de los
semiconductores, se basaban en arreglos de celdas transistor-condensador.
8
Fuente. DRAM. http://es.wikipedia.org/wiki/DRAM [On line] [Consultado el 10 de mayo de 2012].

9. Las celdas en cualquier sistema de memoria, se organizan en la forma de matrices de dos
dimensiones, a las cuales se accede por medio de las filas y las columnas. En la DRAM
estas estructuras contienen millones de celdas y se fabrican sobre la superficie de la pastilla
de silicio formando áreas que son visibles a simple vista.
Para acceder a una posición de memoria se necesita una dirección de 4 bits, pero en las
DRAM las direcciones están multiplexadas en tiempo, es decir se envían por mitades. Las
entradas marcadas como a0 y a1 son el bus de direcciones y por el mismo entra la dirección
de la fila y después la de la columna. Las direcciones se diferencian por medio de señales
de sincronización llamadas RAS (del inglés Row Address Strobe) y CAS (Column Address
Strobe) que indican la entrada de cada parte de la dirección.
Los pasos principales para una lectura son:
 Las columnas son precargadas a un voltaje igual a la mitad del voltaje de 1 lógico. Esto
es posible ya que las líneas se comportan como grandes condensadores, dada su
longitud tienen un valor más alto que la de los condensadores en las celdas.
 Una fila es energizada por medio del decodificador de filas que recibe la dirección y la
señal de RAS. Esto hace que los transistores conectados a una fila conduzcan y
permitiendo la conexión eléctrica entre las líneas de columna y una fila de
condensadores. El efecto es el mismo que se produce al conectar dos condensadores,
uno cargado y otro de carga desconocida: se produce un balance de que deja a los dos

10. con un voltaje muy similar, compartiendo las cargas. El resultado final depende del
valor de carga en el condensador de la celda conectada a cada columna. El cambio es
pequeño, ya que la línea de columna es un condensador más grande que el de la celda.
 El cambio es medido y amplificado por una sección que contiene circuitos
de realimentación positiva: si el valor a medir es menor que el la mitad del voltaje de 1
lógico, la salida será un 0, si es mayor, la salida se regenera a un 1. Funciona como un
redondeo.
 La lectura se realiza en todas las posiciones de una fila de manera que al llegar la
segunda parte de la dirección, se decide cual es la celda deseada. Esto sucede con la
señal CAS. El dato es entregado al bus de datos por medio de la lineo D.O. y las celdas
involucradas en el proceso son reescritas, ya que la lectura de la DRAM es destructiva.
La escritura en una posición de memoria tiene un proceso similar al de arriba, pero en lugar
de leer el valor, la línea de columna es llevada a un valor indicado por la línea D.I. y el
condensador es cargado o descargado. El flujo del dato es mostrado con una línea gruesa en
el gráfico.
A-RAM (Advanced-Random Access Memory):
Es un tipo de memoria DRAM basada en
celdas de un solo transistor. Esta tecnología
ha sido inventada en la Universidad de
Granada (España) en colaboración con
el Centre National de la Recherche
Scientifique, CNRS (Francia).
La memoria A-RAM, a diferencia de las
memorias DRAM convencionales, no necesita
de ningún elemento extrínseco de
almacenamiento de la información
(condensador de almacenamiento). Cada bit
se almacena en un transistor especialmente
diseñado. A medida que la tecnología de circuitos semiconductores evolucione hacia nodos
por debajo de los 45nm9, es de esperar que la tecnología convencional de almacenamiento
no-volátil DRAM encuentre muy limitada su capacidad de escalado.
Alternativamente se han propuesto nuevos conceptos de memoria basados en los efectos de
cuerpo flotante de los transistores de silicio-sobre-aislante (Silicon-on-insulator).10 Estas
9
Número de patente: FR09/52452, "Point mémorie RAM à un transistor", Institut Nationalle de la Propiété
Industrielle.
10
Silicon on insulator (SOI) es una tecnología de fabricación microelectrónica en la que se sustituye el
sustrato tradicional de fabricación de obleas de silicio monocristalino, por un sandwich de capas de
semiconductor-aislante-semiconductor.

11. memorias conocidas como memorias de un solo transistor (1T-DRAM) incluyen a las
tecnologías A-RAM, TT-RAM y Z-RAM.11
MEMORIA FETRAM
Esta memoria está hecha de material ferroeléctrico, que almacena la información leyendo la
polaridad cambiante de los transistores ferroeléctricos creados, combinando nanocables de
silicio con un polímero ferroeléctrico.
Este tipo de memoria puede mantener la información durante años, permiten innumerables
ciclos de escritura y lectura, son más veloces en general, y son capaces de consumir un 99%
menos que los chips de memoria flash.
Este tipo de memoria aunque aun no está en el mercado, es muy probable que dentro de
pocos años haga su aparición. Este desarrollo es fruto de investigaciones en nanotecnología
y disciplinas como la nanoelectrónica y electrónica molecular.
Esta técnica reduce las capacidades parásitas de los circuitos fabricados, reduce el riesgo de latch-up en los
circuitos lógicos CMOS, y mejora la escalabilidad de los circuitos integrados. El aislante empleado suele ser
típicamente dióxido de silicio o, en aplicaciones en las que se busca resistencia frente a la radiación, zafiro.
Las láminas de semiconductor suelen ser de silicio, aunque se buscan nuevas alternativas para mejorar las
prestaciones de los dispositivos introduciendo nuevos materiales semiconductores como silicio tenso y
aleaciones de silicio/germanio.
Dependiendo del espesor de la lámina de silicio sobre el aislante se distinguen dos tipos de tecnología SOI. Si
la lámina de silicio se encuentra completamente deplexionada de portadores móviles (electrones o huecos) se
habla de FD-SOI (Fully-Depleted SOI); si está parcialmente deplexionada PD-SOI (Partially-Depleted SOI).
La tecnologia FD-SOI es muy prometedora para la miniaturización de los dispositivos electrónicos, mientras
que la PD-SOI muestra sus ventajas en la fabricación de transistores que deban operar a altas
frecuencias (como enmicroprocesadores) así como en la fabricación de memorias de un solo transistor (1T-
DRAM).
El uso de SOI tiene la ventaja de no requerir apenas cambios en el proceso de fabricación de los circuitos
integrados más allá de utilizar obleas SOI distintas de las tradicionales. Su principal inconveniente es el coste:
las obleas SOI son significativamente más caras que las ordinarias.
11
A-RAM: Novel capacitor less DRAM memory. 2009 IEEE International SOI Conference. Foster City, CA.

12. MEMORIA DDR4
Las nuevas memorias RAM DDR4 de Samsung han llegado con una serie de novedades y
mejoras con respecto a sus antecesoras, tanto en el rendimiento como en el consumo, con
las cuales seguramente se abrirán paso en el mercado y darán el pie a otros desarrollos de
mejor nivel.
Esta memoria utiliza una tecnología de 30nm a 50nm, y se espera que salga al comercio
este año. Con este tamaño el consumo energético es del orden de 1.2v. Por otra parte, estas
memorias actualmente ofrecen una frecuencia de 2133Mhz, pero según la misma Samsung,
podrán utilizar desde los 1.600Mhz hasta los 3200Mhz.
MEMORIA RERAM
La ReRAM (Memoria Resistiva de Acceso Aleatorio), o memoria de resistencia, usa
materiales que cambian de resistencia en respuesta al voltaje. De este modo, "recuerdan”
incluso cuando el aparato deja de recibir energía.
El fabricante de memorias japonés Elpida anunció la
fabricación de un prototipo de memoria ReRAM con
una velocidad comparable a la DRAM. Su mayor
ventaja es que puede leer y escribir datos a alta
velocidad usando poco voltaje, tiene una velocidad de
escritura de 10 nanosegundos, más o menos la misma
que la DRAM.
Pero las DRAM no sólo tienen como ventaja respecto
a las memorias "no volátiles" su alta velocidad,
también tienen una mayor durabilidad, es decir,
cuántas veces pueden usarse antes de ser inestables.
Las memorias flash sólo pueden escribir datos unas decenas o cientos de miles de veces en
el mismo punto antes de que el riesgo de fallos en el aparato sea alto.
Aunque en Elpida anunciaron que su prototipo tiene una durabilidad de más de un millón
de escrituras de datos, aun no llega a los niveles de durabilidad de la DRAM.
La ReRAM se estima que salga al mercado para el 2013. Este nuevo componente, cuyo
desarrollo estaría comandado por la Universidad de Tokio y el Instituto Nacional Japonés

13. de Ciencia Industrial Avanzada, tendrá un consumo energético de casi cero cuando no esté
en uso, y en cuanto a su rendimiento, todavía no se ha publicado valores reales de sus
tiempos.
LAS NUEVAS MEMORIAS RAM KINGSTON HYPERX T112
Kingston, ha presentado su nueva memoria RAM DDR3 HyperX T1, ideal para
experimentar velocidades extremas. Con este nuevo modelo, los usuarios pueden sacan el
máximo provecho a la board y procesador mediante el overclock, para ello disponen de un
disipador de aluminio en color azul que se encarga de evitar los problemas de
sobrecalentamiento al subirles la frecuencia y voltaje.
Características:
-Capacidades de hasta 12GB (doble canal), 24GB (triple canal).
-Una velocidad de hasta 2133MHz (doble canal), 1866MHz (triple canal).
-Tensión de servicio 1.65V permite un overclocking estable, por lo que Intel Core i7 corre
más rápido con un ciclo de vida más largo.
-Compatible con Intel XMP auto-overclocking.
-Diseño del disipador de calor alcanza el mantenimiento eficaz de la velocidad, mientras
que la prolongación del ciclo de vida de la memoria se mantiene estable.
Estarán disponibles con velocidades de DDR3-2133 y DDR3-2600 con una capacidad por
módulo de 8GB.
MEMRISTOR13
En teoría de circuitos eléctricos, el memristor es un elemento de circuito pasivo. Ha sido
descrito como el cuarto elemento de los circuitos pasivos, junto con los tres mejor
conocidos: el condensador, la resistencia y el inductor. El nombre es una palabra compuesta
de memory resistor (resistencia-memoria).
“De forma general, se trata de resistencias variables que tienen la capacidad de recordar lo
que ha ocurrido antes, su resistencia previa, por lo que en teoría puede ser usado como
método de almacenaje. En teoría de circuitos es considerado un cuarto elemento, junto con
las resistencias, la capacidad y la inductancia. Aunque la teoría se conoce desde hace
tiempo, más de 30 años, no ha sido hasta ahora, cuando se ha podido pensar y desarrollar
algo real aplicando esos conocimientos.”14
12
Fuente. Las nuevas memorias RAM Kingston HyperX T1. http://tecnobetas.com/las-nuevas-memorias-ram-
kingston-hyperx-t1/ [on line] [Consultado el 12 de mayo de 2012]
13
Fuente. Menristor. http://es.wikipedia.org/wiki/Memristor [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]
14
Fuente. Memristor, la base de los ordenadores que aprenden. http://www.xataka.com/otros/memristor-la-
base-de-los-ordenadores-que-piensen [on line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]

14. Un memristor efectivamente almacenaría
información porque el nivel de su
resistencia eléctrica cambia cuando es
aplicada la corriente. Donde una
resistencia típica proporciona un nivel
estable de resistencia, un memristor puede
tener un alto nivel de resistencia que puede
ser interpretado en una computadora en
términos de datos como un "1", y un bajo
nivel que puede ser interpretado como un
"0". Así, controlando la corriente, los datos
pueden ser guardados y reescritos.
Lo primero que se puede obtener si esta tecnología de desarrolla adecuadamente, serían
ordenadores que aun apagados, podrían volver a estar operativos al instante. Esto será
posible gracias a que el estado anterior queda memorizado en la circuitería.
Dentro de las aplicaciones más relevantes de los memristors de estado sólido, es que
pueden ser combinados para formar transistores, aunque son mucho más pequeños. Pueden
también ser formados como memoria de estado sólido no volátil, que permitiría una mayor
densidad de datos que los discos duros con tiempos de acceso similares a la DRAM,
sustituyendo ambos componentes.15 Además, al ser un dispositivo analógico, no solo podría
almacenar bits ("1"s y "0"s), sino bytes o cadenas de bytes en el mismo espacio, solamente
mejorando el dispositivo de control del memristor. Esto ofrece un futuro muy prometedor a
largo plazo.
Computación cuántica16
“La informática cuántica descansa en la física cuántica sacando partido de algunas
propiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten trabajar conjuntamente con
bits cuánticos (en el procesador y en la memoria del ordenador. Interactuando unos con
otros estando aislados de un ambiente externo los bits cuánticos pueden ejecutar cálculos
exponenciales mucho más rápidamente que los ordenadores convencionales.
Mientras que los computadores tradicionales codifican información usando números
binarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un conjunto de números de una sola vez
cada uno, las computadoras u ordenadores cuánticos codifican información como serie de
estados mecánicos cuánticos tales como direcciones de los electrones o las orientaciones de
la polarización de un fotón representando un número que expresaba que el estado del bit
cuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de muchos diversos números
de forma que se realizan diversos cálculos simultáneamente.
15
Kanellos, Michael (2008-04-30). «HP makes memory from a once theoretical circuit». CNET News.com.
Consultado el 30-04-2008.
16
Fuente. Computación cuántica. http://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_cu%C3%A1ntica [on
line] [Consultado el 13 de mayo de 2012]

15. En resumen, se habla de computadores cuyo comportamiento es determinado de forma
importante por leyes de la mecánica cuántica. El sistema descrito está formado por bits
cuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo: núcleos, puntos
cuánticos semiconductores y similares.
Algunos visionan computadoras cuánticas que utilizan este tipo de estado sólido, qubits
(quantum dots), es decir un material nanoestructurado preciso que se podría considerar
como un arsenal de qubits. Pero la producción de ese arsenal ordenado qubits a nanoescala
aislado del exterior puede ser una tarea tecnológica absolutamente exigente y compleja.” 17
La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación
clásica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que
hacen posibles nuevos algoritmos. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en
computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran
expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras un
computador clásico equivale a una máquina de Turing,18 un computador cuántico equivale
a una máquina de Turing cuántica.
Uno de los obstáculos principales para la computación cuántica es el problema de
la decoherencia cuántica, que causa la pérdida del carácter unitario (y, más
específicamente, la reversibilidad) de los pasos del algoritmo cuántico. Los tiempos de
decoherencia para los sistemas candidatos, en particular el tiempo de relajación transversal
(en la terminología usada en la tecnología de resonancia magnética nuclear e imaginería por
resonancia magnética) está típicamente entre nanosegundos y segundos, a temperaturas
bajas. Las tasas de error son típicamente proporcionales a la razón entre tiempo de
operación frente a tiempo de decoherencia, de forma que cualquier operación debe ser
17
Fuente. Informática cuántica / Quantum computing. Computación Cuántica.
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/computacion_cuantica.htm [on line]
[Consultado el 13 de mayo de 2012]
18
Agustín Rayo, «Computación cuántica», Investigación y Ciencia, 405, junio de 2010, págs. 92-93.

16. completada en un tiempo mucho más corto que el tiempo de decoherencia. Si la tasa de
error es lo bastante baja, es posible usar eficazmente la corrección de errores cuántica, con
lo cual sí serían posibles tiempos de cálculo más largos que el tiempo de decoherencia y, en
principio, arbitrariamente largos. Se cita con frecuencia una tasa de error límite de 10 -4, por
debajo de la cual se supone que sería posible la aplicación eficaz de la corrección de errores
cuánticos.
Otro de los problemas principales es la escalabilidad, especialmente teniendo en cuenta el
considerable incremento en qubits necesarios para cualquier cálculo que implica la
corrección de errores. Para ninguno de los sistemas actualmente propuestos es trivial un
diseño capaz de manejar un número lo bastante alto de qubits para resolver problemas
computacionalmente interesantes hoy en día.

17. Aún no se ha resuelto el problema de qué hardware sería el ideal para la computación
cuántica. Se ha definido una serie de condiciones que debe cumplir, conocida como la lista
de Di Vinzenzo, y hay varios candidatos actualmente.
Condiciones a cumplir
 El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido
y controlado.
 Ha de ser posible hacer manipulaciones a los qubits de forma controlada, con un
conjunto de operaciones que forme un conjunto universal de puertas lógicas (para
poder reproducir cualquier otra puerta lógica posible).
 El sistema ha de mantener su coherencia cuántica a lo largo del experimento.
 Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.
 El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el
número de qubits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.