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

Xóa “lõm” sóng, nối nhịp cuộc sống số

Xóa “lõm” sóng, nối nhịp cuộc sống số

Để khắc phục tình trạng “lõm” sóng, trắng sóng, nhất là tại những khu vực địa hình hiểm trở, dân cư phân tán, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh đã phối hợp với các địa phương, doanh nghiệp viễn thông triển khai nhiều giải pháp thiết thực, phù hợp với tình hình thực tế. Qua đó, từng bước cải thiện khả năng tiếp cận Internet, phục vụ đời sống người dân, hoạt động giáo dục và công tác chỉ đạo, điều hành ở cơ sở.

Viettel Lào Cai lan tỏa nền tảng cuộc sống số Viettel Tammi tại phân hiệu Đại học Thái Nguyên tại Lào Cai

Viettel Lào Cai lan tỏa nền tảng cuộc sống số Viettel Tammi tại phân hiệu Đại học Thái Nguyên tại Lào Cai

Nhằm thúc đẩy chuyển đổi số ngành Giáo dục, Viettel phát triển nền tảng cuộc sống số hợp nhất Viettel Tammi, kết nối Nhà trường - Giáo viên - Học sinh/Sinh viên - Phụ huynh trên một nền tảng thống nhất, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, giảng dạy, học tập và tương tác trong môi trường số hiện đại, an toàn, hiệu quả.

Thêm “đôi mắt” giữ rừng Hoàng Liên

Thêm “đôi mắt” giữ rừng Hoàng Liên

Địa hình rộng, chia cắt, nhiều khu vực khó tiếp cận đặt ra không ít thách thức đối với công tác quản lý, bảo vệ rừng tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên. Trước yêu cầu thực tiễn, lực lượng kiểm lâm đang từng bước ứng dụng thiết bị bay không người lái (flycam), góp phần đổi mới phương thức tuần tra, giám sát và nâng cao hiệu quả bảo vệ tài nguyên rừng.

Phát huy vai trò đảng viên trong thực hiện Nghị quyết 57

Phát huy vai trò đảng viên trong thực hiện Nghị quyết 57

Đi đầu trong thực hiện, hướng dẫn người dân sử dụng các nền tảng số thiết yếu, hỗ trợ bà con thực hiện thủ tục hành chính trực tuyến… đội ngũ đảng viên tại cơ sở đang phát huy vai trò tiên phong, gương mẫu trong thực hiện Nghị quyết số 57 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia. Qua đó, đưa chuyển đổi số đến gần hơn với người dân, nâng cao hiệu quả phục vụ tại cơ sở.

145 triệu dữ liệu hộ tịch: Bước tiến trong xây dựng Chính phủ số

145 triệu dữ liệu hộ tịch: Bước tiến trong xây dựng Chính phủ số

Hơn 145 triệu dữ liệu hộ tịch điện tử đã được ghi nhận, trong đó 78,8 triệu dữ liệu được đối soát, đồng bộ thành công với Cơ sở dữ liệu quốc gia về dân cư. Kết quả này góp phần hình thành nền tảng dữ liệu thống nhất, từng bước đơn giản hóa thủ tục hành chính và nâng cao chất lượng phục vụ người dân.

Bảo vệ thành quả cách mạng trên không gian mạng

Bảo vệ thành quả cách mạng trên không gian mạng

Nghị quyết số 25-NQ/TW ngày 22/8/2026 của Bộ Chính trị về Chiến lược công tác tư tưởng trong bối cảnh mới tạo ra cơ sở lý luận và thực tiễn rất quan trọng để tiếp cận nhiệm vụ bảo vệ thành quả cách mạng trong môi trường số theo tư duy mới: Chuyển từ nặng về quản lý thông tin sang chủ động dẫn dắt nhận thức xã hội.

Từ văn phòng số đến HĐND điện tử

Từ văn phòng số đến HĐND điện tử

Với vai trò là cơ quan tham mưu, giúp việc cho Đoàn ĐBQH và HĐND tỉnh, Văn phòng Đoàn ĐBQH và HĐND tỉnh đang từng bước đổi mới phương thức làm việc, chuyển dịch từ mô hình truyền thống sang môi trường số. Đây là nền tảng quan trọng nhằm nâng cao chất lượng tham mưu, phục vụ hoạt động của cơ quan dân cử, hướng tới xây dựng HĐND điện tử.

Nối “sóng” với non ngàn

Nối “sóng” với non ngàn

Giữa núi rừng trùng điệp, nơi những con đường quanh co men theo sườn núi, có những người thợ viễn thông ngày ngày vượt đèo, băng dốc để giữ cho mạch thông tin không gián đoạn. Họ lặng lẽ mang sóng đến những bản làng xa xôi, nối nhịp sống vùng cao với thế giới số bằng tinh thần trách nhiệm và sự tận tụy với công việc.

Hội thảo chuyên đề phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo gắn với chuyển đổi số của Lào Cai

Hội thảo chuyên đề phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo gắn với chuyển đổi số của Lào Cai

Chiều 23/10, tại Trường Chính trị tỉnh Lào Cai, Học viện Chính trị khu vực I phối hợp với Tỉnh ủy Lào Cai tổ chức hội thảo chuyên đề ngoại khóa về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo gắn với chuyển đổi số của tỉnh, vai trò của chính quyền địa phương hai cấp dành cho lớp Cao cấp lý luận chính trị hệ không tập trung K72.B04 Tỉnh ủy Lào Cai, khóa học 2025 - 2027.

Nâng cao năng lực số cộng đồng

Nâng cao năng lực số cộng đồng

Từ truyền đạt thông tin, triển khai nhiệm vụ đến nắm tình hình dân cư, phương thức làm việc ở thôn, tổ dân phố đang từng bước đổi mới nhờ ứng dụng công nghệ số. Sự chuyển biến bắt đầu từ tinh thần chủ động học hỏi của mỗi cán bộ, góp phần nâng cao hiệu quả công việc, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ trong điều kiện tổ chức bộ máy được sắp xếp tinh gọn.

fb yt zl tw