Phát Triển Thành Công Chip Nhớ Mới – Lưu Trữ Dữ Liệu Dựa Trên Ánh Sáng

Tháng 09/2019, các nhà khoa học vật liệu tại đại học Oxford và Đại học Münster đã phát triển thành công một loại chip nhớ mới, có khả năng lưu trữ dữ liệu trên ánh sáng. Có thể nói, đây là bước đột phá mới, hứa hẹn sẽ cải thiện đáng kể tốc độ của thế hệ máy tính hiện hành so với các thiết bị lưu trữ dữ liệu truyền thống.

Giáo sư Harish Bhaskaran thuộc trường đại học Oxford, người đứng đầu nghiên cứu này cho biết: “Trước đây, cho dù các bộ vi xử lý có nhanh như thế nào thì vẫn bị hạn chế bởi tốc độ truyền tải dữ liệu. Nhưng công nghệ mới sẽ có thể giải quyết vấn đề này, thậm chí nó còn có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn mà không cần cung cấp nguồn điện năng”.

Được biết, công nghệ mới sử dụng GST – vật liệu chuyển pha Ge2Sb2Te5, loại vật liệu tương tự như trên đĩa CD và DVD. GST có thể tồn tại ở hai trạng thái vô định hình và tinh thể. Sự chuyển đổi có thể điều khiển bằng xung điện hoặc ánh sáng.

Cụ thể, một lớp GST mỏng được sử dụng bên trong ống silicon nitride, hay được gọi là ống dẫn sóng. Ánh sáng cường độ cao khi được chiếu qua ống dẫn sóng có thể làm thay đổi trạng thái của lớp vật liệu GST. Đây chính là cách dùng để ghi dữ liệu bên trong các ống dẫn sóng.

Sau đó, khi ánh sáng với cường độ thấp được truyền qua, nó sẽ thay đổi tùy thuộc vào lớp GST. Bằng việc đo đạc sự khác biệt, có thể xác định được các dữ liệu được mã hóa nhị phân 0 và 1.

Ngoài ra, kỹ thuật ghép bước sóng có thể đọc và ghi dữ liệu khi truyền đi các bước sóng khác nhau cùng một lúc. Nhờ đó, có thể đọc và ghi hàng ngàn bit dữ liệu cùng một lúc, mà không hề bị hạn chế băng thông.

Giáo sư Bhaskaran cho biết thêm: “Công nghệ mới không chỉ có thể tạo ra một bộ nhớ quang tử không giới hạn băng thông, mà còn có thể cung cấp nhiều hơn các thông tin nhị phân thông thường là 0 và 1, thậm chí là thực hiện các phép tính toán thay cho bộ vi xử lý với tần số lên đến 1 GHz”.

Hiện các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để tạo ra một loại kết nối quang - điện tử, cho phép các chip nhớ giao tiếp trực tiếp với các thành phần khác bằng cách sử dụng ánh sáng, thay cho tín hiệu điện như trước đây. Phương pháp mới hứa hẹn sẽ giúp giải quyết vấn đề “nút cổ chai”, và giúp cho tốc độ xử lý dữ liệu không còn bị giới hạn.