Bước đột phá của bộ nhớ thế hệ máy tính tiếp theo

Bộ nhớ mới hứa hẹn sẽ thay thế cả RAM và bộ nhớ flash trong máy tính bằng một giải pháp thay thế tốt hơn, nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.

Vật liệu mới "GST467" có thể là chìa khóa để xây dựng bộ nhớ phổ quát kết hợp tốt nhất RAM với bộ lưu trữ flash tốt nhất.

Bộ nhớ máy tính phổ quát vừa siêu nhanh vừa tiết kiệm năng lượng vừa tiến một bước mới sau khi các nhà khoa học chế tạo được nguyên mẫu "cực kỳ" ổn định bằng vật liệu hoàn toàn mới.

Vật liệu mới, được đặt tên là "GST467", chứa germanium, antimon và terbium, được sử dụng làm một lớp lặp lại trong cấu trúc lớp xếp chồng lên nhau, được gọi là siêu mạng và có thể mở đường cho bộ nhớ phổ quát có thể thay thế cả bộ nhớ ngắn và bộ lưu trữ dài hạn. Các nhà khoa học cho biết trong một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature rằng, nó cũng có thể nhanh hơn, rẻ hơn và ít tốn điện hơn.

Máy tính ngày nay sử dụng bộ nhớ ngắn hạn, như bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) và bộ nhớ flash dài hạn - chẳng hạn như ổ đĩa thể rắn (SSD) hoặc ổ cứng - cho các mục đích khác nhau. RAM nhanh nhưng cần một lượng không gian vật lý đáng kể và nguồn điện liên tục, nghĩa là dữ liệu của nó sẽ biến mất khi máy tính bị tắt. Mặt khác, bộ nhớ flash giữ lại dữ liệu mà không cần nguồn điện và chứa được nhiều hơn, nhưng lại chậm hơn RAM trong việc truyền dữ liệu được lưu trữ đến bộ xử lý.

Mặc dù vậy, vẫn còn những rào cản kỹ thuật trước khi bộ nhớ phổ quát kết hợp tốc độ của RAM và bộ nhớ dài hạn của bộ lưu trữ flash có thể tồn tại được về mặt thương mại. Nhưng nguyên mẫu này gần như chưa từng có, các nhà khoa học viết trong báo cáo của họ.

Theo nghiên cứu, nguyên mẫu mới là một dạng bộ nhớ thay đổi pha (PCM), tạo ra các số 1 và 0 của dữ liệu máy tính khi nó chuyển đổi giữa trạng thái điện trở cao và điện trở thấp trên vật liệu giống như thủy tinh. Khi vật liệu trong PCM kết tinh - đại diện cho 1- nó sẽ giải phóng một lượng năng lượng lớn và có điện trở thấp. Nó có điện trở cao và hấp thụ cùng một lượng năng lượng khi tan chảy - đại diện cho "số 0".

Theo các nhà nghiên cứu, GST467 là một ứng cử viên lý tưởng để sử dụng trong PCM vì nó có độ kết tinh cao hơn và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với các chất thay thế khác, cũng được làm từ antimon, terbium và germanium, nhưng ở các tỷ lệ và cấu trúc tinh thể khác nhau.

Trong nghiên cứu mới, nhóm đã thiết kế và thử nghiệm hàng trăm thiết bị bộ nhớ làm việc có kích thước khác nhau kết hợp GST467 dưới dạng một lớp trong một chồng các lớp được xếp chồng lên nhau có các thành phần khác nhau. Sau đó, họ thực hiện các phép đo điện mở rộng và kiểm tra điểm chuẩn để xem vật liệu hoạt động như thế nào.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy, thiết bị bộ nhớ GST467 đạt được tốc độ nhanh trong khi tiêu thụ rất ít năng lượng - với nhiệt được giới hạn trong vật liệu. Họ cũng báo cáo về mặt lý thuyết nó có thể lưu giữ dữ liệu trong hơn 10 năm - ngay cả ở nhiệt độ trên 120 độ C.

Các nhà khoa học cho biết, điều này "vượt xa sự đánh đổi cơ bản cho công nghệ PCM" và mang lại "hiệu suất thiết bị vượt trội".

Các nhà nghiên cứu bổ sung thêm rằng, vật liệu này không chỉ cải thiện một số chỉ số duy nhất, chẳng hạn như độ bền hoặc tốc độ, mà còn cải thiện đồng thời nhiều chỉ số. Họ cũng mô tả nó là "thứ thực tế và thân thiện nhất mà chúng tôi đã xây dựng", nói rằng đây là một bước quan trọng hướng tới bộ nhớ phổ quát.

Nghiên cứu mới cho thấy một cách tiếp cận tiềm năng có thể thay đổi cuộc chơi đối với trí nhớ phổ quát. Một trong những ứng cử viên cho bộ nhớ phổ quát thay thế tốt nhất là ULTRARAM - một công nghệ dựa trên một dự án nghiên cứu của Đại học Lancaster ở Anh. Nhưng cách tiếp cận này sử dụng một cơ chế khác để lưu giữ thông tin: Không giống như flash và RAM, vốn dựa trên silicon, ULTRARAM sử dụng chất bán dẫn được chế tạo từ các nguyên tố thuộc nhóm III và V trong bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Đồng tác giả Asir Khan, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Stanford, nói với Live Science rằng, thiết bị mới có thể là ứng cử viên sáng giá hơn vì ULTRARAM cần 2,5 volt để hoạt động, so với 0,7 volt mà nguyên mẫu mới cần. ULTRARAM cũng sử dụng một hợp chất độc hại - indium áenide.

Mặc dù ULTRARAM tiến gần hơn đến việc thương mại hóa nhưng các tác giả của nghiên cứu mới khẳng định, nguyên mẫu mới của họ sẽ dễ dàng kết hợp hơn với các phương pháp chế tạo chất bán dẫn hiện có. Đó là do nhiệt độ cần thiết để tạo ra một thiết bị hoạt động tương đối thấp.

Theo Báo Tiền phong

Có thể bạn quan tâm

Tin cùng chuyên mục

Chuyển đổi số: "Tấm khiên" chống thiên tai

Chuyển đổi số: "Tấm khiên" chống thiên tai

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng cực đoan, Việt Nam trở thành một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của thiên tai. Từ bão, lũ, sạt lở cho đến hạn hán, những thảm họa tự nhiên đòi hỏi một phương thức quản trị mới - nơi công nghệ và khoa học cùng phát huy vai trò chủ đạo trong bảo vệ tính mạng, tài sản của nhân dân.

Thúc đẩy thực thi quyền sao chép văn minh

Thúc đẩy thực thi quyền sao chép văn minh

Trong hệ sinh thái sáng tạo, “quyền sao chép” được xem là quyền nền tảng nhất trong nhóm quyền tác giả. Tuy nhiên, tại Việt Nam, quyền này đang bị xâm phạm một cách phổ biến và tinh vi, khiến thiệt hại không chỉ dừng ở con số kinh tế, mà còn là sự suy giảm niềm tin vào công bằng sáng tạo.

Lào Cai tập huấn triển khai ứng dụng “Sổ tay đảng viên điện tử” cho các tổ chức cơ sở Đảng

Lào Cai tập huấn triển khai ứng dụng “Sổ tay đảng viên điện tử” cho các tổ chức cơ sở Đảng

Thực hiện Kế hoạch số 12-KH/ĐU ngày 12/9/2025 của Ban Thường vụ Đảng ủy Các cơ quan Đảng tỉnh về triển khai ứng dụng “Sổ tay đảng viên điện tử”, sáng 31/10, Đảng ủy Các cơ quan Đảng tỉnh Lào Cai tổ chức tập huấn cho cán bộ phụ trách công nghệ thông tin tại các chi, Đảng bộ cơ sở và một số chi bộ trực thuộc Đảng ủy cơ sở, nhằm bảo đảm sẵn sàng đưa hệ thống vào vận hành đồng bộ từ ngày 01/11/2025.

Israel phát triển keo dán vết thương trong 5 giây

Israel phát triển keo dán vết thương trong 5 giây

Các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học Wolfson của Viện Công nghệ Technion – Israel (Haifa) vừa phát triển một loại keo hydrogel mô phỏng sinh học mới có khả năng dán kín vết thương nhanh chóng và hiệu quả ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.

Lào Cai: Dữ liệu dân cư, bảo hiểm và đất đai được làm sạch, kết nối đồng bộ

Lào Cai: Dữ liệu dân cư, bảo hiểm và đất đai được làm sạch, kết nối đồng bộ

Thực hiện Đề án 06 của Chính phủ về phát triển ứng dụng dữ liệu dân cư, định danh và xác thực điện tử phục vụ chuyển đổi số quốc gia, các sở, ngành tỉnh Lào Cai đã tích cực phối hợp triển khai, góp phần hoàn thiện hệ sinh thái dữ liệu dùng chung, phục vụ người dân và doanh nghiệp hiệu quả hơn.

Xã Mường Khương nâng cao chất lượng phục vụ hành chính

Xã Mường Khương nâng cao chất lượng phục vụ hành chính

Đổi mới phương thức phục vụ lấy sự hài lòng của người dân làm thước đo, kết hợp giữa tinh thần trách nhiệm, thái độ tận tâm và ứng dụng công nghệ số, xã Mường Khương đã có bước chuyển trong cải cách hành chính, trở thành điểm sáng trong nâng cao chất lượng phục vụ hành chính công.

Bản Lầu đẩy mạnh ứng dụng công nghệ số

Bản Lầu đẩy mạnh ứng dụng công nghệ số

Những năm gần đây, cùng với mở rộng vùng nguyên liệu, xã Bản Lầu đã chú trọng đẩy mạnh ứng dụng công nghệ số trong sản xuất, chế biến và tiêu thụ nông sản. Công nghệ không chỉ giúp người dân thay đổi phương thức sản xuất mà còn tạo bước chuyển rõ nét trong phát triển kinh tế nông thôn.

Đảm bảo tốc độ, đột phá số hóa

Đảm bảo tốc độ, đột phá số hóa

Hơn 3 tháng kể từ sau khi hợp nhất, toàn tỉnh đã tiếp nhận 184.344 hồ sơ hành chính mới trên hệ thống điện tử, với tỷ lệ giải quyết đúng và trước hạn đạt 99,37%, trong số đó, 175.477 hồ sơ được xử lý trực tuyến, chiếm 95,2%. Con số ấn tượng này phản ánh sự vận hành trơn tru, hiệu quả của bộ máy hành chính của tỉnh trong bối cảnh tổ chức mới được sắp xếp lại.

Công ước Hà Nội: Chiến lược an ninh mạng trong thế giới siêu kết nối

Công ước Hà Nội: Chiến lược an ninh mạng trong thế giới siêu kết nối

Trong các phòng họp trên toàn thế giới, một nhận thức mới đang hình thành: an ninh mạng không còn là một vấn đề thuần túy kỹ thuật. Các sự kiện toàn cầu - từ xung đột, lệnh trừng phạt đến các cuộc bầu cử - giờ đây đang lan tỏa rộng khắp trên không gian mạng, đe dọa ảnh hưởng tới cả những quốc gia, tổ chức hay doanh nghiệp không liên quan trực tiếp. Thực tế này đang làm thay đổi cơ bản cách các bên tiếp cận vấn đề an ninh mạng.

Livestream bán hàng nâng cao giá trị thương hiệu nông sản

Livestream bán hàng nâng cao giá trị thương hiệu nông sản

Không cần chờ thương lái hay vất vả mang hàng ra chợ, nhiều nông dân và hợp tác xã ở Lào Cai giờ đây đã tự tin dùng điện thoại để livestream bán nông sản. Cách làm này giúp nâng cao giá trị nông sản đặc hữu của tỉnh và đưa sản phẩm dễ dàng tiếp cận người tiêu dùng hơn.

EU tiên phong ứng dụng AI trong y tế

EU tiên phong ứng dụng AI trong y tế

Ủy ban châu Âu (EC) vừa chính thức ra mắt sáng kiến COMPASS-AI nhằm đẩy mạnh ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược Ứng dụng AI của Liên minh châu Âu (EU).

Tỉnh Lào Cai tham dự Ngày Chuyển đổi số quốc gia năm 2025

Tỉnh Lào Cai tham dự Ngày Chuyển đổi số quốc gia năm 2025

Sáng 21/10, Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức Chương trình chào mừng Ngày Chuyển đổi số quốc gia năm 2025 với chủ đề: "Chuyển đổi số: Nhanh hơn - hiệu quả hơn - gần dân hơn". Chương trình được tổ chức theo hình thức trực tiếp kết hợp trực tuyến tới tất cả các tỉnh, thành phố trên cả nước.

fb yt zl tw