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

Lào Cai: Nhiều bài toán chiến lược được đề xuất tại phiên họp thứ nhất Hội đồng Tư vấn khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Lào Cai: Nhiều bài toán chiến lược được đề xuất tại phiên họp thứ nhất Hội đồng Tư vấn khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Sáng 14/5, tại trụ sở UBND tỉnh, Hội đồng Tư vấn khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số tỉnh Lào Cai tổ chức phiên họp lần thứ nhất, năm 2026, nhằm trao đổi, thảo luận bài toán lớn, các chương trình khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số, giai đoạn 2026 - 2030 gắn với Nghị quyết 57.

Người "truyền lửa" chuyển đổi số

Người "truyền lửa" chuyển đổi số

Từ niềm đam mê công nghệ và tinh thần không ngừng đổi mới, thầy giáo Bùi Mạnh Giang, Trường Phổ thông Dân tộc Bán trú Tiểu học số 2 Phong Hải, đã trở thành người tiên phong đưa chuyển đổi số vào quản lý, giảng dạy, góp phần tạo chuyển biến tích cực trong ngôi trường vùng cao.

Người bản số - cầu nối chuyển đổi số ở cơ sở

Người bản số - cầu nối chuyển đổi số ở cơ sở

Là một trong những địa phương vùng cao tiên phong trong công tác chuyển đổi số, tỉnh Lào Cai đã triển khai thí điểm mô hình “Người bản số” nhằm đưa công nghệ đến gần hơn với người dân. Với lực lượng nòng cốt ngay tại thôn, bản, mô hình đang từng bước phát huy vai trò cầu nối, góp phần thúc đẩy chuyển đổi số từ cơ sở một cách thiết thực, hiệu quả.

Cốc San phát động Cuộc thi Chính luận và tập huấn ứng dụng AI trong bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng

Cốc San phát động Cuộc thi Chính luận và tập huấn ứng dụng AI trong bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng

Sáng 09/5, Ban Công tác 35 Đảng ủy xã Cốc San tổ chức Hội nghị triển khai Cuộc thi Chính luận về bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng lần thứ VI năm 2026 và tập huấn kỹ năng ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong công tác bảo vệ nền tảng tư tưởng của Đảng.

Kể chuyện quê hương trên không gian số

Kể chuyện quê hương trên không gian số

Trong bối cảnh chuyển đổi số diễn ra mạnh mẽ, mạng xã hội đang trở thành kênh thông tin phổ biến để nhiều bạn trẻ, đặc biệt là thanh niên vùng đồng bào dân tộc thiểu số, chia sẻ những câu chuyện về quê hương. Những hình ảnh, video được đăng tải góp phần quảng bá văn hóa, lan tỏa giá trị truyền thống, giới thiệu hình ảnh địa phương đến với cộng đồng.

Lào Cai và VNPT ký kết hợp tác phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số giai đoạn 2026 - 2030

Lào Cai và VNPT ký kết hợp tác phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số giai đoạn 2026 - 2030

Chiều 08/5, tại Tòa nhà VNPT, thành phố Hà Nội, UBND tỉnh Lào Cai và Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) tổ chức Hội nghị đánh giá kết quả hợp tác chiến lược về chuyển đổi số giai đoạn 2021 - 2025, đồng thời ký kết thỏa thuận hợp tác phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số giai đoạn 2026 - 2030.

Hiểu đúng và làm ngay, làm đến cùng theo tinh thần chỉ đạo của đồng chí Tổng Bí thư

Thực hiện Nghị quyết 57 của Bộ Chính trị: Hiểu đúng và làm ngay, làm đến cùng theo tinh thần chỉ đạo của đồng chí Tổng Bí thư

Đó là phát biểu của đồng chí Hoàng Giang - Phó Bí thư Thường trực Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh, Phó Trưởng Ban Thường trực Ban Chỉ đạo phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số tỉnh tại buổi làm việc chuyên đề với các cơ quan đảng tỉnh về tiến độ, kết quả một số nhiệm vụ 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 diễn ra sáng 08/5.

19 nhiệm vụ cần làm ngay để thúc đẩy khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

19 nhiệm vụ cần làm ngay để thúc đẩy khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Đó là ý kiến chỉ đạo của đồng chí Hoàng Giang - Phó Bí thư Thường trực Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh, Phó Trưởng Ban Thường trực Ban Chỉ đạo phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số tỉnh Lào Cai tại Thông báo số 455 -TB/BCĐ về kết quả phiên họp chuyên đề đánh giá tiến độ, kết quả triển khai một số nhiệm vụ theo Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị; bàn giải pháp đẩy nhanh thực hiện trong thời gian tới, tổ chức ngày 28/4 vừa qua.

Lào Cai: Kỹ năng số lan tỏa từ những cách học giản dị

Lào Cai: Kỹ năng số lan tỏa từ những cách học giản dị

Ở các bản làng vùng cao Lào Cai, chuyển đổi số đang đến gần người dân bằng những cách rất đời thường. Người lớn tuổi học dùng điện thoại từ con cháu, nông dân tự xem video để làm kinh tế, cán bộ thôn bản “cầm tay chỉ việc” hướng dẫn dịch vụ công trực tuyến. Từ những cách học giản dị, gắn với nhu cầu thực tế, bà con đang từng bước ứng dụng công nghệ vào sản xuất, kinh doanh và sinh hoạt hằng ngày, đưa kỹ năng số lan tỏa tự nhiên, bền vững trong cộng đồng.

Đổi mới phương pháp đánh giá kết quả học tập

Trường Chính trị tỉnh: Đổi mới phương pháp đánh giá kết quả học tập

Thời gian qua, Trường Chính trị tỉnh đã triển khai nhiều giải pháp đổi mới, trong đó nổi bật là mô hình “Ứng dụng chuyển đổi số vào đánh giá kết quả học tập của học viên trong chương trình Trung cấp Lý luận chính trị”. Đây được xem là bước tiến quan trọng, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, đồng thời bảo đảm tính khách quan, minh bạch và chính xác trong công tác kiểm tra, đánh giá.

fb yt zl tw