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

Tân Hợp lan tỏa phong trào “Bình dân học vụ số”

Tân Hợp lan tỏa phong trào “Bình dân học vụ số”

Phong trào “Bình dân học vụ số” ở xã Tân Hợp, tỉnh Lào Cai đã và đang lan tỏa rộng khắp, thúc đẩy chuyển đổi số ở cơ sở. Đây là bước đi ý nghĩa, mở ra cơ hội tiếp cận tri thức số cho người dân khu vực nông thôn, để không ai bị bỏ lại phía sau trong hành trình phát triển.

Xây dựng nguồn nhân lực cho kỷ nguyên số

Xây dựng nguồn nhân lực cho kỷ nguyên số

Thời gian qua, tỉnh đã triển khai đồng bộ nhiều chương trình đào tạo, bồi dưỡng kỹ năng số cho đội ngũ cán bộ, công chức, viên chức và cộng đồng. Cùng với đó, từng bước hoàn thiện cơ chế, chính sách thu hút, đãi ngộ nhân lực chất lượng cao, hướng đến mục tiêu phát triển bền vững, xây dựng chính quyền số, kinh tế số và xã hội số hiện đại.

Đẩy mạnh kết nối hạ tầng công nghệ thông tin trọng yếu

Đẩy mạnh kết nối hạ tầng công nghệ thông tin trọng yếu

Tại Lào Cai, việc đầu tư đồng bộ, hiện đại hóa hạ tầng công nghệ thông tin đang được đẩy mạnh, không chỉ bảo đảm vận hành chính quyền số hiệu quả mà còn tạo bước đệm vững chắc để phát triển kinh tế số, xã hội số. Đặc biệt, sau sắp xếp đơn vị hành chính, tỉnh đã và đang khẩn trương chuẩn hóa, nâng cấp hạ tầng kỹ thuật, sẵn sàng cho giai đoạn phát triển số toàn diện.

Định hình tương lai thanh toán số

Định hình tương lai thanh toán số

Chuyển đổi số và phát triển thanh toán không dùng tiền mặt đang trở thành trụ cột của nền kinh tế số. Mục tiêu quốc gia 80% người trưởng thành có tài khoản ngân hàng vào năm 2025, mỗi giao dịch được thực hiện bằng 1 “chạm” làm thay đổi thói quen tiêu dùng, bước chuyển để nền kinh tế hướng tới minh bạch, hiện đại, bền vững.

Thanh toán không dùng tiền mặt, thúc đẩy kinh tế số

Thanh toán không dùng tiền mặt, thúc đẩy kinh tế số

Trong hành trình xây dựng đô thị du lịch thông minh, văn minh và hiện đại, phường Sa Pa đang đặt trọng tâm vào phát triển các dịch vụ số, trong đó có thanh toán không dùng tiền mặt. Đây không chỉ là xu thế tất yếu của xã hội hiện đại mà còn là giải pháp quan trọng để nâng cao chất lượng phục vụ du khách, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Sinh viên Việt Nam thành tâm điểm chiến lược AI của các tập đoàn công nghệ

Sinh viên Việt Nam thành tâm điểm chiến lược AI của các tập đoàn công nghệ

Các “ông lớn” công nghệ như Google, OpenAI và Microsoft đang tăng tốc triển khai công cụ trí tuệ nhân tạo tại Việt Nam, tập trung vào nhóm sinh viên và người trẻ. Cùng lúc, các nền tảng AI nội địa cũng nổi lên, tạo nên cuộc cạnh tranh sôi động trong nỗ lực phổ cập AI đến mọi tầng lớp người dùng.

Tọa đàm “Chuyển đổi số và ứng dụng AI” trong các cơ quan Đảng tỉnh Lào Cai

Tọa đàm “Chuyển đổi số và ứng dụng AI” trong các cơ quan Đảng tỉnh Lào Cai

Chiều 10/10, tại Trường Chính trị tỉnh, Đảng ủy Các cơ quan Đảng tỉnh, Trường Chính trị tỉnh, Học viện Công nghệ và Bưu chính Viễn thông phối hợp tổ chức Tọa đàm khoa học cấp tỉnh với chủ đề: "Chuyển đổi số và ứng dụng AI - Đột phá chiến lược nâng cao hiệu quả hoạt động trong các cơ quan Đảng tỉnh Lào Cai".

"Đòn bẩy" chiến lược đưa Lào Cai thành cực tăng trưởng

"Đòn bẩy" chiến lược đưa Lào Cai thành cực tăng trưởng

Với tư duy lãnh đạo đổi mới, tỉnh Lào Cai đã và đang triển khai hàng loạt quyết sách, lấy Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị làm kim chỉ nam. Từ thể chế, hạ tầng đến con người, mọi yếu tố đang được Lào Cai chủ động thực hiện, tạo nền tảng vững chắc để bứt phá phát triển năng động, thành cực tăng trưởng mới nơi biên cương Tổ quốc.

Phát huy hiệu quả hoạt động Tổ công nghệ số cộng đồng ở Đông Cuông

Phát huy hiệu quả hoạt động Tổ công nghệ số cộng đồng ở Đông Cuông

Trong bối cảnh chuyển đổi số đang được triển khai sâu rộng đến từng địa phương, việc phát huy vai trò của Tổ công nghệ số cộng đồng đã trở thành yếu tố quan trọng giúp người dân nông thôn tiếp cận công nghệ. Tại xã Đông Cuông, mô hình này đang được triển khai hiệu quả, góp phần thúc đẩy quá trình chuyển đổi số cơ sở gắn với xây dựng nông thôn mới.

Chuyển đổi số – động lực mới trong xây dựng nông thôn mới

Chuyển đổi số – động lực mới trong xây dựng nông thôn mới

Chuyển đổi số đang trở thành một trong những yếu tố then chốt trong quá trình xây dựng nông thôn mới tại Lào Cai. Trên cả ba trụ cột: chính quyền số, kinh tế số và xã hội số, nhiều giải pháp đã và đang được triển khai đồng bộ, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, thay đổi phương thức sản xuất và cải thiện đời sống của người dân nông thôn, miền núi.

Số hóa để phát triển bền vững

Số hóa để phát triển bền vững

Tại Lào Cai, cộng đồng doanh nghiệp chủ yếu là doanh nghiệp vừa và nhỏ (DNVVN), việc chủ động tiếp cận và ứng dụng công nghệ số không chỉ giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động sản xuất, kinh doanh, cải thiện hiệu suất lao động mà còn là chìa khóa mở rộng thị trường trong kỷ nguyên số.

Lào Cai hưởng ứng Ngày Chuyển đổi số Quốc gia

Lào Cai hưởng ứng Ngày Chuyển đổi số Quốc gia

Hưởng ứng Ngày hội đổi mới sáng tạo Quốc gia (1/10) và Ngày Chuyển đổi số quốc gia (10/10), tỉnh Lào Cai sẽ tổ chức nhiều hoạt động hưởng ứng nhằm khẳng định cam kết mạnh mẽ của tỉnh Lào Cai trong thúc đẩy đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số, coi đây là động lực chiến lược để tăng trưởng kinh tế nhanh, bền vững, nâng cao năng suất và năng lực cạnh tranh quốc gia.

fb yt zl tw