Nếu được dùng làm RAM, bộ nhớ đổi pha PCM sẽ có tốc độ nhanh hơn gấp ngàn lần!
bk9sw
5 nămBình luận: 40
Nếu được dùng làm RAM, bộ nhớ đổi pha PCM sẽ có tốc độ nhanh hơn gấp ngàn lần!
Bộ nhớ đổi pha (Phase Change Memory - PCM) là công nghệ bộ nhớ không khả biến (non-volatile) hứa hẹn sẽ được ứng dụng trên thế hệ ổ cứng SSD tiếp theo. Tuy nhiên, không chỉ ổ cứng mà PCM tiềm năng có thể được dùng làm bộ nhớ DRAM khả biến (volatile) để khai thác ưu điểm về tốc độ truy xuất cực cao của nó. Đại học Stanford đã chứng minh rằng PCM có thể đạt tốc độ cao hơn gấp ngàn lần so với DRAM thông thường.

Trước khi đến với nghiên cứu của Stanford thì chúng ta cần phải hiểu rằng chip nhớ silicon thông thường có 2 dạng gồm: bộ nhớ khả biến (volatile) như RAM trên máy tính với đặc tính là dữ liệu sẽ mất đi khi mất điện (tắt máy) và không khả biến (non-volatile) như các loại bộ nhớ flash (chip nhớ trên điện thoại hay ổ cứng SSD trên máy tính) có thể lưu trữ dữ liệu ngay cả khi đã tắt máy.

Bộ nhớ khả biến có tốc độ truy xuất cao hơn so với bộ nhớ không khả biến nhưng bộ nhớ không khả biến lại có thể lưu trữ dữ liệu dài lâu. Đây cũng là lý do tại sao các công nghệ bộ nhớ flash lại được dùng cho thiết bị lưu trữ trong khi đó RAM thì hoạt động phối hợp với CPU để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình tính toán bởi tốc độ của nó được đo bằng nano giây (10^-9 giây).

PCM là một công nghệ bộ nhớ không khả biến rất độc đáo, được chế tạo bằng các vật liệu bán dẫn đặc biệt (chẳng hạn như thuỷ tinh chalcogenide) và được chính những kỹ sư của đại học Stanford nghiên cứu từ những năm 60, 70 của thế kỷ trước. Công nghệ bộ nhớ PCM cũng đang được nhiều hãng đầu tư phát triển nhưng ứng dụng chủ yếu trong công nghệ ổ cứng, chẳng hạn như IBM, HGST và thậm chí Intel với công nghệ bộ nhớ Optane/3D Xpoint cũng được cho là phát triển dựa trên PCM.

Thế nhưng các nhà nghiên cứu tại Stanford đã chứng minh rằng PCM có thể mang những ưu điểm lên cả 2 loại bộ nhớ, vừa có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh cửu, vừa có thể mang lại tốc độ truy xuất nhanh hơn ngàn lần so với các loại bộ nhớ hiện nay, chưa kể là tiết kiệm điện năng hơn.

Quảng cáo



PCM_01.png

Chip nhớ silicon thông thường hoạt động theo cơ chế bật và tắt các dòng electron tương ứng với tín hiệu 1 và 0 kỹ thuật số. Các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm vật liệu mới và quy trình xử lý mới sao cho tiết kiệm điện hơn và ít chiếm diện tích hơn so với silicon. PCM là một trong những giải pháp tiềm năng bởi nó sử dụng các vật liệu sở hữu cấu trúc nguyên tử linh hoạt. PCM có 2 trạng thái: không kết tinh (amorphous) với trở kháng cao và trạng thái kết tinh (crystalline) với trở kháng thấp. Ở trạng thái không kết tinh (hay hỗn loạn), cấu trúc nguyên tử sẽ chặn dòng electron trong khi ở trạng thái kết tinh (hay trật tự), cấu trúc nguyên tử sẽ cho dòng electron di chuyển qua.

Onyx_PCM_RAM.jpg
Nguyên mẫu PCIe SSD Onyx Moneta.

Sở dĩ vật liệu đổi pha được xem là giải pháp thay thế tiềm năng cho bộ nhớ silicon hiện tại bởi nó có thể duy trì bất cứ trạng thái điện tích nào thích nghi với cấu trúc của nó. Một khi nguyên tử vật liệu chuyển đổi qua lại giữa 2 trạng thái để hình thành tín hiệu 1 hoặc 0 thì vật liệu có thể lưu trữ dữ liệu đó cho đến khi một nguồn năng lượng khác khiến nó thay đổi. Khả năng lưu giữ dữ liệu này khiến bộ nhớ đổi pha không khả biến có thể được dùng như bộ nhớ NAND flash trên điện thoại hay ổ cứng SSD.

Tuy nhiên, để sử dụng làm bộ nhớ DRAM vốn dĩ khả biến thì ngoài khả năng lưu trữ dữ liệu, PCM cần phải có tốc độ nhanh và tiêu thụ ít điện năng. Nhược điểm cố hữu của bộ nhớ DRAM chính là khoảng trống bộ nhớ (memory gap hay memory wall) nên chúng ta có thể thấy mặc dù xung nhịp bộ nhớ DRAM đã không ngừng tăng trong suốt 30 năm qua nhưng khoảng thời gian phát động chỉ thị và phản hồi (hay độ trễ latency) của bộ nhớ vẫn không được cải thiện nhiều. Và nhược điểm này có thể sẽ được khắc phục bởi PCM.

Nhóm nghiên cứu gồm 19 thành viên do phó giáo sư khoa học vật liệu và khoa học photon Aaron Lindenberg lãnh đạo đã tìm ra cách chuyển đổi nhanh giữa 2 trạng thái không kết tinh và kết tinh của vật liệu tương ứng với chuyển từ 0 sang 1 và 1 trở về 0 bằng cách áp dụng các xung điện hoặc quang.

Họ đặt một mẫu vật liệu kết tinh vào một điện trường có sức mạnh tương đương với một tia sét. Dựa trên một thiết bị đo, các nhà nghiên cứu đã đo được cấu trúc nguyên tử của vật liệu đổi trạng thái từ kết tinh (0) sang kết tinh (1) trong chưa đầy 1 pico giây (10^-12 giây). Điều này có nghĩa PCM có thể lưu trữ dữ liệu nhanh hơn gấp nhiều lần so với RAM làm bằng silicon đối với những tác vụ đòi hỏi bộ nhớ và vi xử lý phải hoạt động với tốc độ cao như nhau. Như vậy có thể nói PCM sẽ loại bỏ khoảng cách về độ trễ giữa bộ nhớ RAM và CPU.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều trở ngại trên bước đường ứng dụng công nghệ PCM vào bộ nhớ DRAM bởi lẽ những xung điện năng lượng lớn vẫn chưa thể được tạo ra trên mạch PCB và tín hiệu khó có thể truyền đi thông qua những mạch in bằng đồng trên thiết kế bo mạch hiện đại. Những gì chúng ta được biết hiện tại là PCM có thể chuyển đổi trạng thái rất nhanh. Khả năng hoạt động ở tỉ lệ pico giây không đảm bảo rằng công nghệ này sẽ thay thế DRAM nhưng nó chứng minh rằng PCM có tiềm năng hoạt động ở các tần số mà DRAM không thể nào chạm tới.

Quảng cáo


Theo: Stanford
CV_PCM.jpg
40 bình luận
vythanh
CAO CẤP
5 năm
Tốc độ gấp ngàn lần. Thế còn so sánh mật độ dung lượng và giá thành? 😁
@vythanh bác nói chuẩn đấy
_Corei7_
TÍCH CỰC
5 năm
công nghệ phần cứng ác thật
không có tốc độ và trí tuệ bộ não con người thì không có đám này
mà con người cũng chỉ đc mấy ông như enstein hay newton, còn toàn là ăn hại như mình cả
@toan tran 1992 Sống trong xã hội thì phải có người này người nọ nên mới có khái niệm thiên tài và ngu dốt, chứ ai cũng thiên tài như Enstein hay Newton thì lúc này đâu còn khái niệm thiên tài nữa.😁
@itismyaccount con người mỗi người giỏi 1 mặt bảo mấy ông thiên tài đó về cấy lúa nhà tôi đây này sem có biết đường mà cấy không 😆 tuổi gì luôn
tmn123
CAO CẤP
5 năm
@toan tran 1992 Mỗi người có một thế mạnh, không có mấy ông đầu óc kinh tế kiếm tiền thì lấy kinh phí đâu nghiên cứu khoa học kỹ thuật, không có nông dân thì lấy gì cho các bố làm ăn nghiên cứu, không có công nhân thì ai làm ra máy móc, không có bác sỹ thì mấy ông khoa học có khi ốm chết trước khi nghĩ ra một cái gì đó hay hay ấy chứ....v...v....
Cố lên đừng ăn hại nữa nha 😁
@toan tran 1992 mấy ông trong CERN chả vừa đâu bác 😆)
hsta94
ĐẠI BÀNG
5 năm
Tự hỏi có lúc nào công nghệ đạt đến giới hạn hay ko.
Giltine
TÍCH CỰC
5 năm
@hsta94 Ví dụ 10 năm trước cpu đạt đến giới hạn vật lý 3.0ghz và đơn giản là người ta làm cpu dual. Sẽ có những thời điểm công nghệ đạt đến giới hạn của quy luật và vật liệu vật lý và đó là lúc ra đời vật liệu mới và quy luật mới thay thế. Nên không có giới hạn
riết rồi DDR4 cũng lồi thời, công nghệ nó phát triển từng ngày luôn, năm nay là tốt nhất, có khi sang năm nó lại bình thường.
Cơ mà cứ mua tẹt đi, các công ty nó không thay đổi công nghệ nhanh vậy, nó phải kiếm chắc đã chứ 😃
gh0st91no1
TÍCH CỰC
5 năm
Không cần phải lên mạng download ram về dùng nữa rồi 😁
Thế này ngon đấy! Mỗi tội giá thành lúc sản xuất sẽ rất cao. Anh em mua gì cứ mua đi, k cần phải chờ đâu.
Công nghệ 50-60 năm nghiên cứu còn chưa áp dụng đại trà được, đằng này smartphone mới phổ biến được mấy năm, nghe được vài cái tin về công nghệ của pin mà sau "vài tháng" chưa thấy pin thay đổi là các bố gào lên, nào là nói mồm không áp dụng được, nghe nhàm tai, blah blah blah
khi nào pin tăng lên 10 lần về độ hiệu quả đây:rolleyes:, ai làm được trước sẽ giàu khủng.
Hi vong Mấy năm nữa sẽ có mt chạy ram ddr5 và tiếp theo sẽ là loại này
Ruiz
CAO CẤP
5 năm
Nhanh hơn, mạnh hơn gấp 5 ngàn, 10 ngàn lần bây giờ 😁
Sang năm công nghệ này sẽ đuợc áp dụng trên sam sung Galaxy not 8 đó. Nguồn tin rất chính xác .
Giltine
TÍCH CỰC
5 năm
@Tranpro295 Tôi biết thừa nó giả ngu nhưng phải nói cho nó hiểu nó ngu thật =]]ư
@Giltine Mấy thím đó như kiểu cuồng và thần thánh SS quá độ, lắm lúc tưởng là seeder hay nhân viên SS nữa đó chứ. Trong bài viết intel sẽ gia công ARM cũng mấy thím ấy nhao nhao lên intel còn lâu mới so đc, vì SS còn làm DRAM, SSD, mà mấy thím cứ lờ đi hay thiếu hiểu biết là thằng intel nó nắm công nghệ nguồn trong tay rất nhiều, như chuẩn SSD mới và cả cái chuẩn DRAM mới trong bài viết này. Chẳng qua mảng chip mobile nó hụt chân quá nặng thôi, chứ tương lai mảng chip của SS kể cả vi xử lý, chip nhớ và DRAM sẽ mệt với intel và Micron cho xem.
FzeNix
TÍCH CỰC
5 năm
@Giltine Thằng Avatar con gấu toàn comment ngu đi bait để bác tốn comment thôi. 😁
Tuyệt quá! sẽ sớm thôi, gom lúa đi
like2lan
ĐẠI BÀNG
5 năm
Đồ công nghệ chỉ chờ khi nó gần ra mắt thôi, ví dụ chờ 1-2 tháng. Chứ công nghệ mà chờ cái mới thì chờ đến bao giờ.
Để "phó giáo sư" dẫn đầu dự án này sao. Phong ngay cho ông 10 cái giáo sư để ông được nâng hệ số lương.
tuy sơ khai thế nhưng có khi còn nhìn thấy sản phẩm thật đến tay mình nhanh hơn mấy cái thứ nghiên cứu về Pin điện thoại. cả ngày thấy sắp có sắp có mà 5 năm mất hút luôn
xuno1088
ĐẠI BÀNG
5 năm
Nhược điểm cố hữu của bộ nhớ DRAM chính là khoảng trống bộ nhớ (memory gap hay memory wall) nên chúng ta có thể thấy mặc dù xung nhịp bộ nhớ DRAM đã không ngừng tăng trong suốt 30 năm qua nhưng khoảng thời gian phát động chỉ thị và phản hồi (hay độ trễ latency) của bộ nhớ vẫn không được cải thiện nhiều. Thông thường độ trễ của DRAM sẽ tăng theo mỗi bước nhảy về xung nhịp, chẳng hạn như chu kỳ truy xuất của cell nhớ (cycle time) theo tỉ lệ nano giây của DDR4-3200 sẽ ngang với DDR3-1600 và tương tự DDR3-1600 sẽ ngang với DDR-400. Và nhược điểm này có thể sẽ được khắc phục bởi PCM.
ddojc đoạn này kg hiểu? bác nào giải thich giùm!
rasputin
ĐẠI BÀNG
5 năm
@xuno1088 Phần này không có trong bản gốc, chả biết ở đâu ra nên không giúp được. Bài này dịch cao siêu quá, trình còi đọc không hiểu nổi.
Myx
ĐẠI BÀNG
5 năm
Hy vọng đến lúc mình sắp "thăng thiêng", thanh RAM dùng công nghệ này sẽ có giá "bán mà như cho"..! Hehehe!







  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019