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.







Đang tải 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.







Đang tải 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 xe tai 1 tan gia bao nhieu

Nếu được dùng làm RAM, bộ nhớ đổi pha PCM sẽ có tốc độ nhanh hơn gấp ngàn lần!
Rate this post