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.

0:00 / 0:00
0:00
  • Nam miền Bắc
  • Nữ miền Bắc
  • Nữ miền Nam
  • Nam miền Nam

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

Tăng cường các giải pháp hỗ trợ để người dân không bị "bỏ rơi" khi tắt sóng 2G

Tăng cường các giải pháp hỗ trợ để người dân không bị "bỏ rơi" khi tắt sóng 2G

Bộ Thông tin và Truyền thông (TT&TT) vừa công bố lộ trình tắt sóng 2G. Mục tiêu của việc tắt hoàn toàn sóng 2G là để tận dụng tài nguyên tần số cho các công nghệ viễn thông hiện đại hơn, phù hợp với mục tiêu phát triển của nhà mạng và quốc gia, phục vụ tốt hơn cho người dân.

Tăng cường các giải pháp hỗ trợ để người dân không bị 'bỏ rơi' khi tắt sóng 2G

Tăng cường các giải pháp hỗ trợ để người dân không bị 'bỏ rơi' khi tắt sóng 2G

Bộ Thông tin và Truyền thông (TT&TT) vừa công bố lộ trình tắt sóng 2G. Mục tiêu của việc tắt hoàn toàn sóng 2G là để tận dụng tài nguyên tần số cho các công nghệ viễn thông hiện đại hơn, phù hợp với mục tiêu phát triển của nhà mạng và quốc gia, phục vụ tốt hơn cho người dân.

Ban hành Quy định về theo dõi, quản lý việc thực hiện thủ tục xuất - nhập khẩu, xuất - nhập cảnh qua Cửa khẩu Kim Thành trên nền tảng cửa khẩu số

Ban hành Quy định về theo dõi, quản lý việc thực hiện thủ tục xuất - nhập khẩu, xuất - nhập cảnh qua Cửa khẩu Kim Thành trên nền tảng cửa khẩu số

Ngày 18/7/2024, UBND tỉnh ban hành Quyết định số 15/2024/QĐ-UBND ban hành Quy định về theo dõi, quản lý việc thực hiện thủ tục xuất - nhập khẩu, xuất - nhập cảnh qua Cửa khẩu quốc tế đường bộ số II (Kim Thành) trên nền tảng cửa khẩu số.

Phải mạnh dạn trong thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi số

Phải mạnh dạn trong thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi số

Đó là chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính, Chủ tịch Ủy ban Quốc gia về chuyển đổi số tại Hội nghị Thường trực Chính phủ với các bộ trưởng, trưởng ngành, chủ tịch UBND tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương về chuyển đổi số được tổ chức vào sáng 19/7. Hội nghị do Thủ tướng Chính phủ chủ trì và được kết nối trực tuyến đến điểm cầu 63 tỉnh, thành trong cả nước.

Phát động chiến dịch “Nhận diện lừa đảo"

Phát động chiến dịch “Nhận diện lừa đảo"

Chiến dịch “Nhận diện lừa đảo” lần đầu tiên được Cục An toàn thông tin, Bộ Thông tin và Truyền thông phối hợp cùng Tập đoàn Meta, mang tới Việt Nam sẽ giúp người dùng mạng xã hội nâng cao kiến thức về các cách phòng tránh lừa đảo trực tuyến hiệu quả.

Chuyển đổi số góp phần nâng cao giá trị điểm đến du lịch

Chuyển đổi số góp phần nâng cao giá trị điểm đến du lịch

Ứng dụng công nghệ thông tin, chuyển đổi số nhằm quản lý, khai thác hiệu quả các dữ liệu, tối ưu hóa chất lượng trải nghiệm cho du khách là yếu tố quan trọng nâng cao giá trị điểm đến, tăng hiệu quả quảng bá, giới thiệu du lịch của từng địa phương cũng như cả nước.

Khai thác hiệu quả Cơ sở dữ liệu quốc gia về cán bộ, công chức, viên chức

Khai thác hiệu quả Cơ sở dữ liệu quốc gia về cán bộ, công chức, viên chức

Việc đưa vào vận hành, khai thác Cơ sở dữ liệu quốc gia về cán bộ, công chức, viên chức (CBCCVC) đã làm thay đổi nhận thức và cung cấp tiện ích lớn đối với mỗi CBCCVC, tạo một sổ tay điện tử thông tin cá nhân có thể dễ dàng truy cập tra cứu, trích xuất, lưu trữ các thông tin về: Bảo hiểm xã hội, bảo hiểm y tế, quá trình tuyển dụng, đào tạo, bồi dưỡng, lương, phụ cấp, khen thưởng, lý lịch bất cứ lúc nào.

Phát thanh Việt Nam - đa dạng trong chuyển đổi số

Phát thanh Việt Nam - đa dạng trong chuyển đổi số

Tối 11/7, Liên hoan Phát thanh toàn quốc lần thứ XVI - năm 2024 với chủ đề “Phát thanh Việt Nam - đa dạng trong chuyển đổi số” đã khai mạc tại Nhà hát Lam Sơn, thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa. Liên hoan do Đài Tiếng nói Việt Nam phối hợp Ủy ban Nhân dân tỉnh Thanh Hóa, Đài Phát thanh-Truyền hình tỉnh Thanh Hóa tổ chức.

Chuyển đổi số góp phần truyền cảm hứng và tạo động lực cho phát triển mới

Chuyển đổi số góp phần truyền cảm hứng và tạo động lực cho phát triển mới

Chiều 10/7, tại Trụ sở Chính phủ, Thủ tướng Phạm Minh Chính, Chủ tịch Ủy ban Quốc gia về chuyển đổi số chủ trì Phiên họp lần thứ 9 của Ủy ban và Tổ công tác triển khai Đề án 06 của Chính phủ; Hội nghị sơ kết 6 tháng đầu năm 2024 về chuyển đổi số quốc gia và Đề án 06 của Chính phủ. 

fb yt zl tw