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 ứng dụng chuyển đổi số trong chăn nuôi

Lào Cai ứng dụng chuyển đổi số trong chăn nuôi

Chuyển đổi số đang tác động mạnh mẽ tới mọi lĩnh vực, định hình lại diện mạo các ngành kinh tế. Đối với tỉnh Lào Cai, việc đẩy mạnh ứng dụng khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong nông nghiệp, đặc biệt là ngành chăn nuôi, được xác định là động lực trung tâm để hiện thực hóa mục tiêu phát triển toàn diện, bền vững và hiện đại.

Lào Cai không để hồ sơ trễ hạn trong lĩnh vực đất đai

Lào Cai không để hồ sơ trễ hạn trong lĩnh vực đất đai

Cải cách thủ tục hành chính, đặc biệt trong lĩnh vực đất đai, vốn được xem là lĩnh vực phức tạp, nhạy cảm luôn là nhiệm vụ trọng tâm nhằm nâng cao chất lượng phục vụ người dân và doanh nghiệp. Tại Lào Cai, với nhiều giải pháp đồng bộ, quyết liệt và hướng đến thực chất, ngành Nông nghiệp và Môi trường đang nỗ lực kiểm soát tiến độ, giảm tối đa hồ sơ trễ hạn, từng bước xây dựng nền hành chính chuyên nghiệp, minh bạch.

Hiệu quả từ số hóa hồ sơ, giấy tờ trong giải quyết thủ tục hành chính

Hiệu quả từ số hóa hồ sơ, giấy tờ trong giải quyết thủ tục hành chính

Trong tiến trình cải cách hành chính gắn với chuyển đổi số, việc số hóa hồ sơ, giấy tờ đang trở thành một trong những giải pháp trọng tâm, mang lại những chuyển biến rõ nét trong hoạt động của cơ quan nhà nước cũng như trải nghiệm của người dân. Quá trình số hóa hồ sơ trong tiếp nhận và giải quyết thủ tục hành chính (TTHC) cho thấy hiệu quả thiết thực, góp phần xây dựng nền hành chính hiện đại, minh bạch và phục vụ tốt hơn nhu cầu của người dân.

"Dòng họ số" trên đỉnh Suối Giàng

"Dòng họ số" trên đỉnh Suối Giàng

Từ những thao tác còn bỡ ngỡ ban đầu, đến nay, mỗi gia đình trong dòng họ Giàng ở Suối Giàng (xã Văn Chấn) không chỉ làm quen với công nghệ mà đã trở thành những “công dân số” thực thụ. Sự thay đổi ấy đang mở ra hướng đi mới trong phát triển kinh tế, gìn giữ bản sắc văn hóa và nâng cao chất lượng cuộc sống cho đồng bào nơi đây.

Di sản và tri thức trong hành trình số hóa nâng cao

Di sản và tri thức trong hành trình số hóa nâng cao

Sau giai đoạn đẩy mạnh số hóa dữ liệu, các thiết chế văn hóa, đặc biệt là bảo tàng và thư viện tỉnh đang bước sang giai đoạn chuyển đổi số nâng cao. Không gian trưng bày, tra cứu và trải nghiệm được mở rộng trên môi trường số, giúp di sản và tri thức đến với công chúng nhanh hơn, gần hơn và phù hợp với xu hướng tiếp cận hiện đại.

Tăng "lá chắn số" cho phụ nữ, trẻ em vùng cao

Tăng "lá chắn số" cho phụ nữ, trẻ em vùng cao

An toàn thông tin mạng đang trở thành vấn đề sát sườn với đời sống của phụ nữ, trẻ em và người dân vùng cao. Từ những buổi tập huấn cụ thể, kiến thức pháp luật đang được “đưa tận tay” người dân, giúp họ chủ động bảo vệ mình trước các rủi ro trên không gian mạng.

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn: Động lực đột phá trong cảnh báo thiên tai

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn: Động lực đột phá trong cảnh báo thiên tai

Thiên tai ngày càng cực đoan, khó lường đang đặt ra yêu cầu cấp bách phải đổi mới phương thức dự báo, cảnh báo. Trong bối cảnh đó, công nghệ số, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo (AI) và dữ liệu lớn, trở thành động lực đột phá giúp nâng cao năng lực ứng phó, giảm thiểu thiệt hại.

Nơi nông sản địa phương khẳng định thương hiệu

Nơi nông sản địa phương khẳng định thương hiệu

Xuất phát từ thực tế nhiều nông sản địa phương có chất lượng tốt nhưng còn hạn chế trong tìm kiếm đầu ra và tiếp cận thị trường, mô hình “Chợ khởi nghiệp Online” do Câu lạc bộ Đầu tư và Khởi nghiệp Lào Cai khởi xướng đã ra đời, trở thành kênh kết nối hiệu quả trên nền tảng số. Không chỉ mở rộng thị trường, mô hình còn góp phần nâng cao kỹ năng kinh doanh, từng bước xây dựng hệ sinh thái hỗ trợ, đưa nông sản địa phương vươn xa.

Chuyển đổi số nâng cao chất lượng công tác kiểm sát

Chuyển đổi số nâng cao chất lượng công tác kiểm sát

Thực hiện Nghị quyết 57 của Bộ Chính trị về đẩy mạnh chuyển đổi số quốc gia và Kế hoạch 226 của Viện Kiểm sát nhân dân tối cao, Viện Kiểm sát nhân dân khu vực 4, tỉnh Lào Cai đang từng bước đưa công nghệ số vào hoạt động chuyên môn. Từ số hóa hồ sơ, quản lý dữ liệu nghiệp vụ đến ứng dụng phần mềm hỗ trợ kiểm sát hoạt động tư pháp, chuyển đổi số đã giúp cán bộ, kiểm sát viên xử lý công việc nhanh hơn, chính xác và minh bạch hơn.

fb yt zl tw