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

Dấu ấn khoa học - công nghệ trong hành trình chuyển đổi số

Dấu ấn khoa học - công nghệ trong hành trình chuyển đổi số

Khoa học - công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số không còn là lĩnh vực riêng, mà đã trở thành động lực quan trọng thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội. Trong tiến trình đó, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Lào Cai đã khẳng định vai trò cơ quan tham mưu chiến lược, chủ động kiến tạo và triển khai đồng bộ các nhiệm vụ trọng tâm về khoa học - công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số.

Lào Cai - điểm hội tụ khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo

Lào Cai - điểm hội tụ khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo

Trong bối cảnh cả nước bước vào kỷ nguyên phát triển mới với yêu cầu cấp bách phải đổi mới mô hình tăng trưởng, Lào Cai đang lựa chọn con đường bứt phá bằng khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo. Đây là động lực để kiến tạo sức mạnh mới, mở ra không gian phát triển rộng lớn cho người dân và doanh nghiệp.

Lào Cai: Khai mạc Tuần lễ khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo và Hội thảo “Đột phá Khoa học, Công nghệ, Đổi mới sáng tạo và Chuyển đổi số"

Lào Cai: Khai mạc Tuần lễ khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo và Hội thảo “Đột phá Khoa học, Công nghệ, Đổi mới sáng tạo và Chuyển đổi số"

Sáng 29/12, tại Trung tâm Hội nghị tỉnh, UBND tỉnh Lào Cai tổ chức khai mạc Tuần lễ khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo cùng Hội thảo: “Đột phá Khoa học, Công nghệ, Đổi mới sáng tạo và Chuyển đổi số: Khởi nghiệp sáng tạo và đổi mới sáng tạo trong doanh nghiệp”.

Xây dựng hệ sinh thái số lấy tổ chức Đảng và Đảng viên làm trung tâm

Xây dựng hệ sinh thái số lấy tổ chức Đảng và Đảng viên làm trung tâm

Sáng 29/12, tại Hà Nội, Ban Chỉ đạo chuyển đổi số trong các cơ quan đảng tổ chức Hội nghị tổng kết công tác chuyển đổi số trong các cơ quan đảng năm 2025 và nhiệm vụ, giải pháp trọng tâm năm 2026. Thường trực Ban Bí thư Trần Cẩm Tú - Trưởng Ban Chỉ đạo Chuyển đổi số trong các cơ quan đảng dự và chủ trì hội nghị.

Lào Cai: Kinh tế số chiếm 9,46% GRDP

Lào Cai: Kinh tế số chiếm 9,46% GRDP

Năm 2025, tỷ trọng kinh tế số của tỉnh đạt 9,46% GRDP, phản ánh sự dịch chuyển tích cực trong cơ cấu kinh tế. Khoảng 60% doanh nghiệp trên địa bàn đã chủ động ứng dụng các nền tảng số vào quản trị, sản xuất và tiêu thụ sản phẩm, qua đó tối ưu hóa quy trình, giảm chi phí, mở rộng thị trường và nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh hội nhập.

Lào Cai: Bứt phá mạnh mẽ phát triển 5G, tạo nền tảng chuyển đổi số trên địa bàn tỉnh tỉnh năm 2025.

Lào Cai: Bứt phá mạnh mẽ phát triển 5G, tạo nền tảng chuyển đổi số trên địa bàn tỉnh tỉnh năm 2025.

Thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia, tỉnh Lào Cai đã xác định phát triển hạ tầng số, đặc biệt là hạ tầng 5G, là “đột phá của đột phá”, tạo nền tảng quan trọng thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội trong giai đoạn mới.

Thư viện thông minh thúc đẩy văn hóa đọc

Thư viện thông minh thúc đẩy văn hóa đọc

Trong dòng chảy mạnh mẽ của chuyển đổi số, nhiều trường học trên địa bàn tỉnh Lào Cai đang từng bước “thay áo mới” cho không gian đọc sách. Từ những thư viện truyền thống vốn trầm lắng, mô hình thư viện thông minh với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin đã và đang thổi luồng sinh khí mới, không chỉ hiện đại hóa hoạt động thư viện mà còn góp phần khơi dậy niềm yêu thích đọc sách, hình thành thói quen tự học cho học sinh và lan tỏa văn hóa đọc trong cộng đồng.

Bộ Xây dựng đồng loạt vận hành 3 hệ thống công nghệ thông tin mới từ 21/12

Bộ Xây dựng đồng loạt vận hành 3 hệ thống công nghệ thông tin mới từ 21/12

Từ hôm nay (21/12), Bộ Xây dựng sẽ chính thức vận hành đồng loạt 3 hệ thống công nghệ thông tin, gồm hệ thống cơ sở dữ liệu quốc gia về hoạt động xây dựng và 9 cơ sở dữ liệu chuyên ngành; hệ thống thông tin giải quyết thủ tục hành chính tập trung tại địa phương; và cổng thông tin đô thị thông minh quốc gia.

Đào tạo kỹ năng số cho cán bộ, đảng viên

Đào tạo kỹ năng số cho cán bộ, đảng viên

Thời gian qua, phường Nam Cường đã triển khai nhiều hoạt động thiết thực nhằm bồi dưỡng kỹ năng số cho cán bộ, đảng viên và xác định đây là nền tảng quan trọng để nâng cao chất lượng phục vụ, hiện đại hóa quản lý nhà nước và tăng cường sự tương tác với người dân trong kỷ nguyên số.

Lào Cai tổng kết Chiến dịch làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai

Lào Cai tổng kết Chiến dịch làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai

Chiều 17/12, UBND tỉnh Lào Cai tổ chức Hội nghị tổng kết Chiến dịch làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai trên địa bàn tỉnh Lào Cai. Phó Chủ tịch UBND tỉnh Nguyễn Thành Sinh dự và chỉ đạo hội nghị. Hội nghị được tổ chức trực tiếp và trực tuyến với 99 xã, phường trên địa bàn tỉnh.

fb yt zl tw