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

Tiến bộ sinh học và đạo đức công nghệ

Tiến bộ sinh học và đạo đức công nghệ

Công nghệ sinh học và trí tuệ nhân tạo (AI) đang tạo ra những bước tiến vượt bậc trong y học, mang lại hy vọng cho những căn bệnh hiểm nghèo tưởng chừng không thể chữa trị. Tuy nhiên, những tiến bộ này cũng tiềm ẩn những nguy cơ lớn, khi con người có thể vô tình hoặc cố ý tạo ra mối đe dọa an toàn sinh học chưa từng có.

“Đòn bẩy” cho chuyển đổi số toàn diện

“Đòn bẩy” cho chuyển đổi số toàn diện

Với quyết tâm chính trị cao và cách làm bài bản, Lào Cai đang biến chuyển đổi số từ chủ trương thành hành động cụ thể trong đời sống. Từ cơ quan Đảng, chính quyền đến từng thôn, tổ dân phố, phong trào chuyển đổi số đã lan tỏa sâu rộng, góp phần hiện đại hóa bộ máy, nâng cao năng suất, hiệu lực quản lý và chất lượng phục vụ Nhân dân.

Phường Trung Tâm quyết tâm “làm đến đâu, sạch đến đó”

Chiến dịch 90 ngày làm giàu, làm sạch dữ liệu đất đai: Phường Trung Tâm quyết tâm “làm đến đâu, sạch đến đó”

Chỉ sau hai tháng triển khai chiến dịch 90 ngày làm giàu, làm sạch dữ liệu đất đai, phường Trung Tâm đã hoàn thành gần 90% khối lượng công việc, với hơn 3.400 hồ sơ đất đai, nhà ở và thẻ căn cước công dân được thu thập. Kết quả này cho thấy sự vào cuộc quyết liệt, đồng bộ của cả hệ thống chính trị địa phương trong quá trình chuyển đổi số và hiện đại hóa quản lý đất đai.

Chuyển đổi số nâng cao hiệu quả công tác Đảng

Chuyển đổi số nâng cao hiệu quả công tác Đảng

Chuyển đổi số (CĐS) đang tạo ra những chuyển biến toàn diện trong công tác Đảng tại tỉnh Lào Cai, từ phương thức lãnh đạo, chỉ đạo đến sinh hoạt chi bộ và gắn kết đảng viên với nhân dân. Việc ứng dụng công nghệ thông tin giúp hệ thống chính trị hoạt động minh bạch, linh hoạt, hiệu quả hơn. Đồng thời nâng cao chất lượng hoạt động của tổ chức cơ sở Đảng, góp phần thực hiện thắng lợi nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội của địa phương.

Học tập không giới hạn

Học tập không giới hạn

Từ một lựa chọn mang tính bổ trợ, học trực tuyến đã trở thành phương thức giáo dục phổ biến, tiếp cận hàng triệu người học ở mọi độ tuổi và lĩnh vực. Người học có thể chủ động hoàn toàn trong việc sắp xếp không gian, thời gian; lựa chọn nội dung và điều chỉnh tiến độ phù hợp với bản thân. Học trực tuyến đang mở rộng cánh cửa tri thức theo nhiều cách linh hoạt, đa dạng và thực tiễn hơn bao giờ hết.

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo nâng cao hiệu quả tham mưu

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo nâng cao hiệu quả tham mưu

Trong bối cảnh chuyển đổi số lan tỏa sâu rộng, trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành công cụ giúp đổi mới phương thức lãnh đạo, chỉ đạo của Đảng. Chủ động bắt nhịp xu thế, Văn phòng Tỉnh ủy đã triển khai ứng dụng AI trong xử lý văn bản, lưu trữ hồ sơ, tổng hợp báo cáo và phục vụ hội nghị, đại hội Đảng. Qua đó, rút ngắn thời gian xử lý công việc, chuẩn hóa quy trình, tăng độ chính xác và nâng cao hiệu quả tham mưu phục vụ cấp ủy.

Lào Cai mời trường đại học về làm chuyển đổi số

Lào Cai mời trường đại học về làm chuyển đổi số

Nhằm đáp ứng yêu cầu vận hành chính quyền hai cấp và xây dựng nền hành chính hiện đại, linh hoạt, dựa trên dữ liệu, Ủy ban nhân dân tỉnh Lào Cai phối hợp với Đại học Quốc gia Hà Nội tổ chức lớp tập huấn “Kỹ năng phân tích, khai thác dữ liệu và công nghệ số cho đội ngũ cán bộ phụ trách chuyển đổi số”.

Lào Cai khai mạc tập huấn, đào tạo kỹ năng phân tích, khai thác dữ liệu và công nghệ số cho cán bộ nòng cốt

Lào Cai khai mạc tập huấn, đào tạo kỹ năng phân tích, khai thác dữ liệu và công nghệ số cho cán bộ nòng cốt

Sáng 04/11, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Lào Cai phối hợp với Trường Đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) tổ chức khai mạc chương trình tập huấn, đào tạo kỹ năng phân tích, khai thác dữ liệu và công nghệ số dành cho cán bộ phụ trách chuyển đổi số các cơ quan, đơn vị, địa phương trong tỉnh.

Vật liệu phủ đặc biệt có thể làm mát các tòa nhà

Vật liệu phủ đặc biệt có thể làm mát các tòa nhà

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney (Australia) và công ty khởi nghiệp Dewpoint Innovations vừa phát triển thành công một loại vật liệu phủ giống sơn, có khả năng tự động làm mát các tòa nhà và thu gom hơi nước trực tiếp từ không khí mà không cần bất kỳ nguồn năng lượng đầu vào nào.

Chuyển đổi số: "Tấm khiên" chống thiên tai

Chuyển đổi số: "Tấm khiên" chống thiên tai

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng cực đoan, Việt Nam trở thành một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của thiên tai. Từ bão, lũ, sạt lở cho đến hạn hán, những thảm họa tự nhiên đòi hỏi một phương thức quản trị mới - nơi công nghệ và khoa học cùng phát huy vai trò chủ đạo trong bảo vệ tính mạng, tài sản của nhân dân.

Thúc đẩy thực thi quyền sao chép văn minh

Thúc đẩy thực thi quyền sao chép văn minh

Trong hệ sinh thái sáng tạo, “quyền sao chép” được xem là quyền nền tảng nhất trong nhóm quyền tác giả. Tuy nhiên, tại Việt Nam, quyền này đang bị xâm phạm một cách phổ biến và tinh vi, khiến thiệt hại không chỉ dừng ở con số kinh tế, mà còn là sự suy giảm niềm tin vào công bằng sáng tạo.

fb yt zl tw