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

Agribank Chi nhánh Bắc Yên Bái tặng 200 “Loa thần tài” cho hộ kinh doanh

Agribank Chi nhánh Bắc Yên Bái tặng 200 “Loa thần tài” cho hộ kinh doanh

Nhằm hưởng ứng chủ trương của Ngân hàng Nhà nước về đẩy mạnh thanh toán không dùng tiền mặt và thực hiện chuyển đổi số trong hoạt động ngân hàng, Agribank Chi nhánh Bắc Yên Bái đang triển khai chương trình tặng 200 loa thanh toán hay còn gọi là “Loa thần tài” (đợt 1), với tổng trị giá trên 100 triệu đồng cho các khách hàng là hộ kinh doanh, tiểu thương trên địa bàn.

VNPT Yên Bái - VNPT Lào Cai đảm bảo vận hành thông suốt chính quyền 2 cấp

VNPT Yên Bái - VNPT Lào Cai đảm bảo vận hành thông suốt chính quyền 2 cấp

Để đảm bảo sự vận hành thông suốt của mô hình chính quyền địa phương 2 cấp, những ngày qua, VNPT Yên Bái – VNPT Lào Cai (tỉnh Lào Cai) không chỉ tập trung triển khai hạ tầng mà còn chú trọng đến công tác hỗ trợ người dân và cán bộ, góp phần xây dựng nền hành chính hiện đại, hiệu quả.

Chuyển đổi số - hệ thần kinh trung ương của chính quyền hai cấp

Chuyển đổi số - hệ thần kinh trung ương của chính quyền hai cấp

Tại Hội nghị sơ kết 6 tháng năm 2025 triển khai Nghị quyết 57 của Bộ Chính trị ngày 2/7 vừa qua, Tổng Bí thư Tô Lâm đã khẳng định: Chuyển đổi số chính là hệ thần kinh trung ương, là cầu nối sống còn giữa tỉnh và xã trong mô hình chính quyền hai cấp. Điều này không chỉ định vị chuyển đổi số như một trụ cột cốt lõi trong cải cách hành chính mà còn là kim chỉ nam cho việc xây dựng một hệ thống chính quyền hiện đại, hiệu năng, hiệu lực, hiệu quả và gần gũi với nhân dân.

Tuổi trẻ Lào Cai ra quân Ngày Cao điểm hỗ trợ vận hành chính quyền địa phương hai cấp và cung cấp dịch vụ công trực tuyến

Tuổi trẻ Lào Cai ra quân Ngày Cao điểm hỗ trợ vận hành chính quyền địa phương hai cấp và cung cấp dịch vụ công trực tuyến

Sáng 7/7, tuổi trẻ tỉnh Lào Cai đồng loạt ra quân hưởng ứng Ngày Cao điểm hỗ trợ vận hành mô hình chính quyền địa phương hai cấp và cung cấp dịch vụ công trực tuyến tại Trung tâm Hành chính công tỉnh và các xã, phường trên địa bàn toàn tỉnh.

Bảng xếp hạng của RRC trong hạng mục DocVQA 6/2025.

CMC đạt tốp 12 thế giới về nhận dạng văn bản

Mô hình CATI-VLM (Visual Document Understanding) do Viện Ứng dụng công nghệ CMC(CMC ATI) phát triển đã vượt qua nhiều đối thủ quốc tế đạt tốp 12 thế giới và tốp 1 Việt Nam trong bảng xếp hạng vừa được Robust Reading Competition (RRC) công bố tháng 6/2025 tại hạng mục Document Visual Question Answering (DocVQA)

Tổng Bí thư Tô Lâm và các đồng chí trong Ban Chỉ đạo ấn nút khai trương ra mắt hệ thống 3 nền tảng số phục vụ giám sát triển khai Nghị quyết 57-NQ/TW.

Tập trung cao độ, hành động quyết liệt 8 vấn đề về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia

Sáng 2-7, tại Hà Nội, Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (Ban Chỉ đạo) tổ chức hội nghị sơ kết 6 tháng đầu năm và triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2025 theo hình thức trực tiếp kết hợp với trực tuyến với các địa phương. Tổng Bí thư Tô Lâm, Trưởng ban Chỉ đạo Trung ương chủ trì hội nghị.

fb yt zl tw