Bộ nhớ máy tính phổ quát đã đạt một tiến bộ mới khi các nhà khoa học đã thành công trong việc tạo ra nguyên mẫu "cực kỳ" ổn định bằng vật liệu hoàn toàn mới. Đặc điểm nổi bật của bộ nhớ này là tốc độ siêu nhanh, tiết kiệm năng lượng và mang lại một bước tiến mới cho công nghệ.
Vật liệu mới có tên "GST467", gồm germanium, antimon và terbium, được áp dụng như một lớp lặp lại trong cấu trúc xếp chồng lên nhau, được gọi là siêu mạng và có khả năng 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 đã công bố trong một nghiên cứu trên tạp chí Nature rằng, nó cũng có thể hoạt động nhanh hơn, giá thành thấp hơn và tiêu thụ điện năng ít hơn.
Hiện nay, máy tính sử dụng các loại bộ nhớ ngắn hạn như RAM và bộ nhớ flash dài hạn như SSD hoặc ổ cứng để phục vụ các mục đích khác nhau. RAM có tốc độ nhanh nhưng yêu cầu một lượng không gian vật lý lớn và cần nguồn điện liên tục, điều này có nghĩa là dữ liệu trong RAM sẽ bị mất khi máy tính tắt. Trái lại, bộ nhớ flash giữ lại dữ liệu mà không cần nguồn điện và có khả năng chứa nhiều dữ liệu hơn, tuy nhiên, nó chậm hơn RAM trong việc truyền dữ liệu lưu trữ đến bộ xử lý.
Tuy nhiên, các nhà khoa học đã ghi nhận rằng vẫn tồn tại những khó khăn kỹ thuật trước khi có thể thương mại hóa việc kết hợp bộ nhớ RAM và bộ nhớ flash. Điều này được ghi lại trong báo cáo của họ, cho thấy rằng nguyên mẫu này chưa từng tồn tại.
Theo một nghiên cứu gần đây, nguyên mẫu mới được gọi là bộ nhớ thay đổi pha (PCM), được sử dụng để tạo ra các số 1 và 0 trong dữ liệu máy tính khi nó chuyển đổi giữa trạng thái điện trở cao và điện trở thấp trên vật liệu tương tự như thủy tinh. Khi vật liệu trong PCM kết tinh, nó đại diện cho số 1 và giải phóng một lượng năng lượng lớn, đồng thời có điện trở thấp. Ngược lại, khi vật liệu tan chảy, nó đại diện cho số 0 và hấp thụ cùng một lượng năng lượng, đồng thời có điện trở cao.
Theo các nhà nghiên cứu, GST467 được xem là một lựa chọn hoàn hảo cho việc sử dụng trong PCM bởi vì nó có tính chất kết tinh tốt hơn và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với các chất thay thế khác. GST467 cũng được tạo ra từ antimon, terbium và germanium, nhưng ở tỷ lệ và cấu trúc tinh thể khác nhau.
Trong nghiên cứu mới, nhóm đã tiến hành thiết kế và thử nghiệm hàng trăm thiết bị bộ nhớ có kích thước khác nhau, sử dụng GST467 như một lớp trong một chuỗi các lớp xếp chồng lên nhau, với các thành phần khác nhau. Sau đó, họ tiến hành đo điện mở rộng và kiểm tra điểm chuẩn để đánh giá hiệu suất hoạt động của vật liệu.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện rằng, thiết bị bộ nhớ GST467 đạt được tốc độ cao trong khi tiêu thụ ít năng lượng - với khả năng giới hạn nhiệt độ trong vật liệu. Họ cũng đã thông báo về khả năng lý thuyết của nó trong việc lưu giữ dữ liệu trong hơn 10 năm - ngay cả ở nhiệt độ trên 120 độ C.
Theo các nhà khoa học, điều này "vượt xa sự đánh đổi cơ bản cho công nghệ PCM" và mang lại "hiệu suất thiết bị vượt trội". Các nhà khoa học đã khẳng định rằng 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 cũng bổ sung thêm rằng, vật liệu này không chỉ cải thiện một số chỉ số duy nhất như độ bền hoặc tốc độ, mà còn đồng thời cải thiện nhiều chỉ số khác. Họ cũng miêu tả nó là "một loại vật liệu thực tế và thân thiện nhất mà chúng tôi đã phát triển", và cho biết rằng đây là một bước quan trọng tiến gần hơn tới việc tạo ra bộ nhớ phổ quát.
Một nghiên cứu mới đã chỉ ra một phương pháp tiềm năng có thể thay đổi cách chúng ta nhìn về trí nhớ phổ quát. Một trong những ứng cử viên tiềm năng nhất để thay thế bộ nhớ phổ quát là ULTRARAM - một công nghệ dựa trên một dự án nghiên cứu của Đại học Lancaster ở Anh. Tuy nhiên, cách tiếp cận này sử dụng một cơ chế lưu trữ thông tin khác biệt: Khác với flash và RAM, hai công nghệ 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.
Theo Asir Khan, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Stanford, đồng tác giả, cho biết với Live Science rằng, thiết bị mới có thể là ứng cử viên sáng giá hơn vì ULTRARAM chỉ cần 2,5 volt để hoạt động, so với 0,7 volt mà nguyên mẫu mới cần. Ngoài ra, ULTRARAM cũng sử dụng một hợp chất độc hại là indium áenide.
Mặc dù ULTRARAM đang tiến gần hơn đến việc thương mại hóa, các tác giả của nghiên cứu mới khẳng định rằng nguyên mẫu mới của họ sẽ dễ dàng kết hợp hơn với các phương pháp chế tạo chất bán dẫn hiện có. Điều này bởi vì nhiệt độ cần thiết để tạo ra một thiết bị hoạt động tương đối thấp.
