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

Hội thảo trao đổi, thảo luận "Ứng dụng chuyển đổi số trong đào tạo, bồi dưỡng cán bộ theo mô hình chính quyền địa phương hai cấp"

Hội thảo trao đổi, thảo luận "Ứng dụng chuyển đổi số trong đào tạo, bồi dưỡng cán bộ theo mô hình chính quyền địa phương hai cấp"

Sáng 08/8, tại phường Cam Đường, Học viện Hành chính và Quản trị công thuộc Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh phối hợp với Trường Chính trị tỉnh Lào Cai tổ chức trao đổi, thảo luận về chuyển đổi số trong công tác quản lý đào tạo, bồi dưỡng, phát triển năng lực số cho cán bộ, công chức theo mô hình chính quyền địa phương hai cấp trên địa bàn tỉnh.

Bản Xèo tổ chức tập huấn kỹ năng số, ứng dụng trí tuệ nhân tạo cho 73 học viên

Bản Xèo tổ chức tập huấn kỹ năng số, ứng dụng trí tuệ nhân tạo cho 73 học viên

Trong hai ngày (07 - 08/8), tại Trường Tiểu học và Trung học cơ sở Bản Xèo, UBND xã Bản Xèo tổ chức 2 lớp tập huấn nâng cao kỹ năng ứng dụng công nghệ thông tin, chuyển đổi số cho 73 cán bộ, công chức, viên chức, thành viên Tổ công nghệ số cộng đồng và lực lượng “người bản số” trên địa bàn.

Những Người tiên phong của bản Hà Nhì

Những Người tiên phong của bản Hà Nhì

Việc thực hiện chuyển đổi số ở khu vực vùng cao, biên giới, vùng đồng bào dân tộc thiểu số là nhiệm vụ quan trọng cần đến những người tiên phong trong cộng đồng. Tại xã Y Tý, có những thanh niên dân tộc Hà Nhì trở thành nòng cốt của thôn, bản trong ứng dụng công nghệ số vào quảng bá, giữ gìn bản sắc văn hóa và phát triển kinh tế địa phương.

Trịnh Tường ra quân hỗ trợ người dân kích hoạt tài khoản định danh, tích hợp an sinh xã hội trên VNeID

Trịnh Tường ra quân hỗ trợ người dân kích hoạt tài khoản định danh, tích hợp an sinh xã hội trên VNeID

Ngày 07/8, xã Trịnh Tường thành lập và triển khai 16 tổ công tác xuống các thôn trên địa bàn, nhằm tuyên truyền, hướng dẫn người dân thu nhận, kích hoạt tài khoản định danh điện tử mức độ 2, tích hợp tài khoản an sinh xã hội và các loại giấy tờ cá nhân trên ứng dụng VNeID.

Xã Yên Bình đánh giá kết quả 01 tháng triển khai thí điểm đánh giá cán bộ, công chức bằng KPI

Xã Yên Bình đánh giá kết quả 01 tháng triển khai thí điểm đánh giá cán bộ, công chức bằng KPI

Sáng 07/8/2026, Đảng ủy xã Yên Bình tổ chức Hội nghị đánh giá kết quả 01 tháng thực hiện thí điểm đánh giá cán bộ, công chức theo phương pháp đo lường bằng KPI. Địa phương là 1 trong 6 cơ quan, đơn vị được lựa chọn để triển khai vận hành thử nghiệm theo chủ trương của tỉnh.

Phường Trung Tâm: Gần 150 cán bộ cơ sở được tuyên truyền, hướng dẫn dịch vụ công trực tuyến

Phường Trung Tâm: Gần 150 cán bộ cơ sở được tuyên truyền, hướng dẫn dịch vụ công trực tuyến

Trong hai ngày (05 - 06/8), UBND phường Trung Tâm tổ chức tuyên truyền, hướng dẫn thủ tục hành chính, dịch vụ công trực tuyến, kỹ năng số và sử dụng ứng dụng AI cho gần 150 cán bộ tổ dân phố, thành viên Tổ chuyển đổi số cộng đồng và cán bộ, giáo viên các trường học trên địa bàn.

An toàn cho phụ nữ trên không gian mạng

An toàn cho phụ nữ trên không gian mạng

Cùng với lợi ích mang lại, không gian mạng cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ phức tạp. Phụ nữ và trẻ em hiện là nhóm đối tượng dễ bị tổn thương, lừa đảo và lợi dụng trên không gian mạng. Trước thực tế đó, các cấp Hội Liên hiệp Phụ nữ (LHPN) trên địa bàn tỉnh đã triển khai nhiều giải pháp thiết thực nhằm nâng cao kỹ năng số, trang bị kiến thức pháp luật, xây dựng "lá chắn" bảo vệ hội viên ngay từ cơ sở.

Thủ tướng phát động cao điểm 100 ngày gỡ điểm nghẽn chuyển đổi số, thúc đẩy quản trị số trên toàn quốc

Thủ tướng phát động cao điểm 100 ngày gỡ điểm nghẽn chuyển đổi số, thúc đẩy quản trị số trên toàn quốc

Thủ tướng Chính phủ Lê Minh Hưng, Trưởng Ban Chỉ đạo của Chính phủ về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số và Đề án 06, đã ký Quyết định số 88/QĐ-BCĐCP ban hành kế hoạch hành động nhằm triển khai đồng bộ các nhiệm vụ trọng tâm về chuyển đổi số, tập trung xử lý những điểm nghẽn, nâng cao hiệu quả phục vụ người dân và doanh nghiệp trong giai đoạn cao điểm 100 ngày.

Vietcombank Yên Bái và Thi hành án dân sự tỉnh Lào Cai ký kết Biên bản ghi nhớ thúc đẩy hoạt động chuyên môn và chuyển đổi số

Vietcombank Yên Bái và Thi hành án dân sự tỉnh Lào Cai ký kết Biên bản ghi nhớ thúc đẩy hoạt động chuyên môn và chuyển đổi số

Chiều 28/7, Thi hành án dân sự tỉnh Lào Cai và Vietcombank Chi nhánh Yên Bái ký kết biên bản ghi nhớ hợp tác tại trụ sở Vietcombank Yên Bái. Việc ký kết mở ra giai đoạn hợp tác mới, thúc đẩy chuyển đổi số và nâng cao hiệu quả phối hợp trong thực hiện nhiệm vụ.

fb yt zl tw