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

Vận hành chính quyền với hệ thống quản trị số “Make in Mường Lai”

Vận hành chính quyền với hệ thống quản trị số “Make in Mường Lai”

Từ tháng 7/2025, tỉnh Lào Cai chính thức vận hành mô hình chính quyền địa phương hai cấp, trong đó xã Mường Lai nổi lên như một điểm sáng về đổi mới phương thức lãnh đạo, điều hành. Vượt qua những lúng túng ban đầu trước khối lượng công việc lớn khi sáp nhập và tiếp nhận nhiệm vụ từ cấp huyện, địa phương đã chủ động xây dựng hệ thống quản trị số “Make in Mường Lai”, ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giám sát cán bộ và phục vụ người dân.

Người dân "biết số, hiểu số và dùng số"

Người dân "biết số, hiểu số và dùng số"

Thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia, tỉnh Lào Cai xác định người dân vừa là chủ thể, vừa là trung tâm của tiến trình chuyển đổi số. Từ nhận thức đó, thời gian qua, các cấp, ngành trong tỉnh đã tập trung triển khai nhiều giải pháp đồng bộ nhằm nâng cao kỹ năng số cho người dân, đặc biệt ở khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng đồng bào dân tộc thiểu số. 

Lào Cai triển khai Bộ tiêu chí đánh giá hiệu quả khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Lào Cai triển khai Bộ tiêu chí đánh giá hiệu quả khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

UBND tỉnh Lào Cai vừa ban hành Kế hoạch thực hiện Quyết định số 2244/QĐ-TTg ngày 13/10/2025 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành Bộ tiêu chí đánh giá hiệu quả của khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số đối với phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh.

Động lực cho đổi mới sáng tạo

Động lực cho đổi mới sáng tạo

Mô hình liên kết “3 nhà” (Nhà nước, nhà trường, nhà doanh nghiệp) trong phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số là một trong những giải pháp được tỉnh triển khai nhằm thực hiện hiệu quả Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia.

Chuyển đổi số mở lối cho y tế Việt Nam bứt phá

Chuyển đổi số mở lối cho y tế Việt Nam bứt phá

Những thành tựu y học mới cùng sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại đang tạo động lực mạnh mẽ cho ngành y tế đổi mới toàn diện. Kết hợp chuyển đổi số với nâng cao chất lượng bệnh viện được kỳ vọng sẽ giúp hệ thống y tế phục vụ người dân hiệu quả và bền vững hơn.

Nghị quyết số 57-NQ/TW: Đồng tốc, đồng lòng, bước ra 'vùng chính sách' để đi vào đời sống

Nghị quyết số 57-NQ/TW: Đồng tốc, đồng lòng, bước ra 'vùng chính sách' để đi vào đời sống

Sau một năm triển khai Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị, những chuyển động bước đầu cho thấy tinh thần đồng tốc trong chỉ đạo, đồng lòng trong tổ chức thực hiện. Nghị quyết 57 đang được cụ thể hóa bằng thể chế, nguồn lực và các kết quả có thể đo đếm.

Lào Cai đa dạng hóa hình thức tuyên truyền phong trào “Bình dân học vụ số”

Lào Cai đa dạng hóa hình thức tuyên truyền phong trào “Bình dân học vụ số”

Thời gian qua, tỉnh Lào Cai đã triển khai đồng bộ nhiều giải pháp nhằm đẩy mạnh công tác thông tin, tuyên truyền về phong trào “Bình dân học vụ số”. Từ đó, góp phần nâng cao nhận thức, kỹ năng số cho cán bộ và Nhân dân, từng bước tạo nền tảng cho tiến trình chuyển đổi số trên địa bàn.

Hiện thực hóa mục tiêu xây dựng tỉnh “số”

Hiện thực hóa mục tiêu xây dựng tỉnh “số”

Tại Lào Cai, việc triển khai nghị quyết số 57- NQ/TW của Bộ Chính trị về khoa học - công nghệ (KHCN), đổi mới sáng tạo (ĐMST) và chuyển đổi số (CĐS) không chỉ là yêu cầu chính trị mà còn là bài toán thực tiễn về tư duy, thể chế và cách làm. Sau một năm thực hiện với quyết tâm chính trị cao, cách làm bài bản, có trọng tâm, trọng điểm, Nghị quyết 57 đã từng bước hình thành nền tảng cho chính quyền số, kinh tế số và xã hội số, tạo động lực phát triển mới.

Đề án 06 – Đòn bẩy số hóa vì người dân

Đề án 06 – Đòn bẩy số hóa vì người dân

Chỉ với chiếc căn cước công dân gắn chip, người dân có thể đi khám chữa bệnh, làm thủ tục hành chính, nhận lương hưu, trợ cấp an sinh xã hội mà không cần mang theo nhiều loại giấy tờ như trước. Những thay đổi thiết thực ấy cho thấy Đề án 06 đã thực sự đi vào đời sống, phục vụ người dân hiệu quả hơn.

Lào Cai nằm trong top 10 tỉnh, thành phố dẫn đầu về làm sạch và đồng bộ dữ liệu đất đai

Lào Cai nằm trong top 10 tỉnh, thành phố dẫn đầu về làm sạch và đồng bộ dữ liệu đất đai

Sau 90 ngày triển khai Chiến dịch làm giàu, làm sạch cơ sở dữ liệu quốc gia về đất đai theo Kế hoạch số 515/KH-BCA-BNN&MT, tỉnh Lào Cai đã hoàn thành khối lượng công việc lớn, đạt kết quả nổi bật và được xếp trong top 10/34 tỉnh, thành phố có tỷ lệ làm sạch, xác thực và đồng bộ dữ liệu đất đai cao trên cả nước.

Lào Cai: Kinh tế số thay đổi tư duy phụ nữ vùng cao

Lào Cai: Kinh tế số thay đổi tư duy phụ nữ vùng cao

Kinh tế số đang mở ra nhiều cơ hội phát triển mới cho người dân Lào Cai. Trong dòng chảy ấy, phụ nữ dân tộc thiểu số ngày càng chủ động tiếp cận công nghệ, tham gia sản xuất - kinh doanh trên môi trường số, qua đó góp phần nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống và khẳng định vai trò của phụ nữ trong phát triển kinh tế gia đình, cộng đồng.

Học sinh Mù Cang Chải và dự án nâng tầm kỹ năng số

Học sinh Mù Cang Chải và dự án nâng tầm kỹ năng số

Trước làn sóng chuyển đổi số mạnh mẽ, dự án “Thế giới số - Bước chân học sinh hiện đại” của nhóm học sinh Trường THPT Mù Cang Chải trở thành một điểm sáng. Không chỉ là sản phẩm dự thi khoa học, kỹ thuật năm 2025, dự án của em Đặng Hương Thảo lớp 12A4 và Phạm Quang Huy lớp 10A1 thể hiện nỗ lực tiếp cận công nghệ, thu hẹp khoảng cách tri thức và hỗ trợ học sinh vùng cao chuẩn bị tốt hơn cho môi trường học tập số.

Lào Cai triển khai 152 đội hình “Bình dân học vụ số”

Lào Cai triển khai 152 đội hình “Bình dân học vụ số”

Năm 2025, Tỉnh ủy Lào Cai xác định triển khai Phong trào “Bình dân học vụ số” là một trong những giải pháp trọng tâm, mang ý nghĩa chiến lược nhằm cụ thể hóa Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia. Đây là bước đi thiết thực đưa công nghệ số đến gần hơn với người dân, từ đó tạo nền tảng vững chắc cho tiến trình chuyển đổi số toàn diện của tỉnh.

fb yt zl tw