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

Cuộc “cách mạng số” ở Khánh Hòa

Cuộc “cách mạng số” ở Khánh Hòa

Sau hợp nhất, cấp ủy, chính quyền xã Khánh Hòa xác định lấy “số hóa” làm trung tâm xây dựng và vận hành đơn vị hành chính cấp xã. “Số hóa” đã và đang vào từng nếp nhà, từng thôn, bản, biến Khánh Hòa trở thành địa phương đi đầu trong thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi số của toàn tỉnh.

Bài 2: Nền tảng dữ liệu số - Chiến lược tạo đột phá phát triển

“Bình dân học vụ số”: Từ tri thức đến động lực chuyển đổi số ở Lào Cai Bài 2: Nền tảng dữ liệu số - Chiến lược tạo đột phá phát triển

Nếu phong trào “Bình dân học vụ số” giúp người dân từng bước làm quen với môi trường số, thì hạ tầng viễn thông và hệ thống dữ liệu chính là nền tảng để những kỹ năng ấy được ứng dụng hiệu quả vào thực tiễn. Vì vậy, Lào Cai đang tập trung nguồn lực đầu tư hạ tầng số hiện đại, mở rộng mạng băng rộng và phát triển các nền tảng dữ liệu dùng chung, từng bước hình thành chính quyền số, kinh tế số và xã hội số bền vững.

Bài 1: Khi tri thức số bắt đầu từ cộng đồng

“Bình dân học vụ số”: Từ tri thức đến động lực chuyển đổi số ở Lào Cai Bài 1: Khi tri thức số bắt đầu từ cộng đồng

Sau hơn một năm triển khai Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị, yêu cầu “hành động đột phá, lan tỏa kết quả” đang từng bước hiện hữu trong đời sống. Tại Lào Cai, trong tiến trình chuyển đổi số, con người được xác định là yếu tố nền tảng. Từ nhận thức đó, địa phương đã lựa chọn hướng đi mang tính căn cơ: phổ cập kỹ năng số cho người dân thông qua phong trào “Bình dân học vụ số”, đưa tri thức số lan tỏa tới cộng đồng.

Tăng “sức đề kháng số” cho thanh niên

Tăng “sức đề kháng số” cho thanh niên

Thông qua Dự án “Thanh niên trong công tác phòng ngừa rủi ro trên không gian mạng”, hàng nghìn đoàn viên, thanh niên đã được trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết để sử dụng internet an toàn, từng bước hình thành “sức đề kháng số”.

Tổng Bí thư chủ trì phiên họp về phát triển KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Tổng Bí thư chủ trì phiên họp về phát triển KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Chiều 12/3/2026, tại Trụ sở Trung ương Đảng, Tổng Bí thư Tô Lâm, Trưởng Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số chủ trì phiên họp thứ nhất Thường trực Ban chỉ đạo về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số năm 2026.

Chuyển đổi số góp phần nâng cao chất lượng bầu cử

Chuyển đổi số góp phần nâng cao chất lượng bầu cử

Lần đầu tiên, công nghệ được áp dụng vào nhiều khâu chuẩn bị từ xây dựng cơ sở dữ liệu cử tri, cung cấp thông tin qua robot hỗ trợ tra cứu, ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong tuyên truyền đến các nền tảng số phục vụ quản lý. Chuyển đổi số đang tạo nên những chuyển biến rõ nét trong công tác tổ chức bầu cử, góp phần nâng cao tính minh bạch, chính xác và thuận tiện cho người dân.

Số hóa tuyên truyền vì một cộng đồng không ma túy

Số hóa tuyên truyền vì một cộng đồng không ma túy

Thời gian qua, Công an phường Trung Tâm đã triển khai đồng bộ nhiều giải pháp đẩy mạnh ứng dụng nền tảng số trong công tác tuyên truyền, phòng, chống ma túy, góp phần nâng cao nhận thức của người dân, đặc biệt là thanh thiếu niên, từng bước xây dựng địa bàn an toàn, lành mạnh ngay từ cơ sở.

Cán bộ trẻ tiên phong trong chuyển đổi số

Cán bộ trẻ tiên phong trong chuyển đổi số

Chuyển đổi số đang trở thành xu thế tất yếu trong quản lý, điều hành và phục vụ người dân. Tại Lào Cai, cùng với sự vào cuộc của các cấp, ngành, đội ngũ cán bộ trẻ được xem là lực lượng tiên phong trong ứng dụng công nghệ vào công việc, từng bước khẳng định vai trò trong hành trình xây dựng chính quyền số, xã hội số ngay từ cơ sở.

Thương mại điện tử - động lực phát triển cho hợp tác xã vùng cao

Thương mại điện tử - động lực phát triển cho hợp tác xã vùng cao

Thương mại điện tử là cầu nối giúp các sản phẩm của Hợp tác xã ở vùng đồng bào dân tộc thiểu số, vừa nâng cao giá trị kinh tế, vừa giữ gìn bản sắc văn hóa vùng cao. Đây cũng là giải pháp được các cấp, ngành và các địa phương tỉnh Lào Cai chú trọng triển khai với nhiều chương trình hỗ trợ: đào tạo kỹ năng số, xây dựng hạ tầng công nghệ và kết nối thị trường. Sự đồng hành này tạo động lực để kinh tế hợp tác phát triển bền vững, góp phần nâng cao đời sống cho hàng chục nghìn thành viên.

Chuyển đổi số - đòn bẩy đưa du lịch Lào Cai bứt phá

Chuyển đổi số - đòn bẩy đưa du lịch Lào Cai bứt phá

Không còn bị giới hạn bởi khoảng cách địa lý, hình ảnh những bản làng vùng cao, ruộng bậc thang mùa lúa chín hay các khu nghỉ dưỡng giữa núi rừng hùng vĩ của Lào Cai giờ đây có thể dễ dàng “chạm” tới du khách khắp nơi trên thế giới thông qua các nền tảng công nghệ số. Công nghệ đang từng bước làm thay đổi phương thức quảng bá và trải nghiệm du lịch, mở ra cơ hội để Lào Cai khai thác hiệu quả tiềm năng, từng bước đưa du lịch trở thành ngành kinh tế mũi nhọn của địa phương.

fb yt zl tw