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.

0:00 / 0:00
0:00
  • Nam miền Bắc
  • Nữ miền Bắc
  • Nữ miền Nam
  • Nam miền Nam

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

Thúc đẩy chuyển đổi số trong nông nghiệp

Thúc đẩy chuyển đổi số trong nông nghiệp

“Hoàn thiện đầy đủ cơ sở dữ liệu để kết nối với hạ tầng số tạo điều kiện thuận lợi nhất cho nông dân và doanh nghiệp trong quá trình chuyển đổi số” là yêu cầu của Phó thủ tướng Trần Lưu Quang tại hội nghị trực tuyến toàn quốc chuyên đề về “Thúc đẩy số hóa ngành nông nghiệp” diễn ra chiều 14/5 tại Hà Nội.

Nâng cao nhận thức về an toàn thông tin mạng cho người nghèo vùng khó khăn

Nâng cao nhận thức về an toàn thông tin mạng cho người nghèo vùng khó khăn

Ngày 12/5, tại Hà Nội, Trung tâm tư vấn pháp luật cho người nghèo và phát triển cộng đồng (LAC), trực thuộc Hội Luật gia Việt Nam đã tiến hành tổng kết dự án “Nâng cao nhận thức và tư vấn pháp luật về an toàn thông tin mạng và giao dịch điện tử đối với phụ nữ, trẻ em, người nghèo, người dân tộc thiểu số tại huyện Ba Vì, huyện Phúc Thọ, Thành phố Hà Nội”.

100% TTHC được tiếp nhận, giải quyết trên Hệ thống thông tin giải quyết TTHC

100% TTHC được tiếp nhận, giải quyết trên Hệ thống thông tin giải quyết TTHC

Văn phòng Chính phủ ban hành Thông báo số 210/TB-VPCP ngày 10/5/2024 kết luận của Phó Thủ tướng Chính phủ Trần Lưu Quang - Tổ trưởng Tổ công tác cải cách thủ tục hành chính của Thủ tướng Chính phủ tại buổi làm việc với một số bộ, địa phương về công tác cải cách thủ tục hành chính.

Tăng cường quản lý các hoạt động quảng cáo, kinh doanh và sử dụng thiết bị vô tuyến điện

Tăng cường quản lý các hoạt động quảng cáo, kinh doanh và sử dụng thiết bị vô tuyến điện

Thời gian qua, trong quá trình kiểm soát và xử lý can nhiễu, các cơ quan quản lý nhà nước về tần số và thiết bị vô tuyến điện đã phát hiện nhiều trường hợp sử dụng thiết bị phá sóng, kích sóng di động, micro không dây, ... gây nhiễu tới các mạng thông tin vô tuyến điện, các thiết bị vô tuyến điện và thiết bị ứng dụng sóng vô tuyến điện.

Khám phá đất và người xứ Nghệ trên không gian số

Khám phá đất và người xứ Nghệ trên không gian số

Thời gian qua, Bảo tàng Nghệ An đã mạnh dạn đưa công nghệ vào hoạt động trưng bày, để tiếp cận  và thu hút du khách. Du khách đến với Bảo tàng Nghệ An từ chỗ "cấm sờ tay vào hiện vật" nay có thể được chạm tay vào hiện vật, cổ vật, được khám phá các danh lam, thắng cảnh, lịch sử, con người xứ Nghệ, thông qua không gian số 3D; khám phá kho dữ liệu lịch sử đã được số hóa... giúp Bảo tàng Nghệ An ngày càng hút khách, nhất là giới trẻ.

Quảng bá sân khấu bằng công nghệ

Quảng bá sân khấu bằng công nghệ

Thay vì những cách quảng bá xưa cũ, việc áp dụng công nghệ đang hỗ trợ nhiều đơn vị sân khấu, đặc biệt là các loại hình nghệ thuật truyền thống có nhiều cơ hội tiếp cận với khán giả.

Triển khai thực hiện Chiến lược An toàn, an ninh mạng Quốc gia, chủ động ứng phó với các thách thức từ không gian mạng đến năm 2025, tầm nhìn 2030

Triển khai thực hiện Chiến lược An toàn, an ninh mạng Quốc gia, chủ động ứng phó với các thách thức từ không gian mạng đến năm 2025, tầm nhìn 2030

Bộ Thông tin và Truyền thông vừa ban hành Quyết định số 668/QĐ-BTTTT về việc ban hành Kế hoạch hành động triển khai thực hiện Chiến lược An toàn, An ninh mạng quốc gia, chủ động ứng phó với các thách thức từ không gian mạng đến năm 2025, tầm nhìn 2030.

Điểm sáng Đông Căm

Điểm sáng Đông Căm

Từ những buổi đầu mơ hồ, chưa hình dung rõ những phần việc phải làm, giờ đây, những cán bộ, đảng viên và người dân thôn Đông Căm đang bắt nhịp với nhiệm vụ xây dựng thôn thông minh.

Xây dựng chính quyền số phục vụ Nhân dân

Xây dựng chính quyền số phục vụ Nhân dân

Xây dựng chính quyền số là một trong những mục tiêu quan trọng tỉnh Lào Cai đang hướng tới. Theo đó, Lào Cai tập trung hoàn thiện hệ thống cơ sở dữ liệu dùng chung, đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý, điều hành, triển khai thực hiện nhiệm vụ...

fb yt zl tw