Chip nhớ siêu tốc độ picosecond của Trung Quốc phá kỷ lục thế giới

Các nhà khoa học tại Đại học Fudan, Thượng Hải vừa tạo ra một bước đột phá mới trong công nghệ bộ nhớ flash. Họ đã phát triển thành công một loại chip nhớ siêu nhanh, hoạt động ở cấp độ picosecond. Vậy, bộ nhớ picosecond là gì? Nó có thể đọc và ghi dữ liệu chỉ trong một phần nghìn tỷ giây!
Chip "Pox" mới này có khả năng chuyển đổi dữ liệu với tốc độ 400 picosecond, nhanh hơn rất nhiều so với kỷ lục thế giới trước đây. Để dễ hình dung, bộ nhớ thông thường như SRAM và DRAM có tốc độ ghi dữ liệu từ 1 đến 10 nanosecond. Tuy nhiên, chúng lại có một nhược điểm lớn: dữ liệu sẽ biến mất khi tắt nguồn.
Còn bộ nhớ flash, loại bộ nhớ bạn thường thấy trong ổ cứng SSD và USB, thì giữ được dữ liệu ngay cả khi không có điện. Nhưng bù lại, tốc độ của nó lại chậm hơn rất nhiều, thường mất đến microsecond hoặc millisecond. Điều này khiến bộ nhớ flash không phù hợp với các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) hiện đại, nơi cần xử lý lượng dữ liệu khổng lồ gần như ngay lập tức.
Ưu điểm lớn của chip Pox là nó vẫn giữ được dữ liệu khi không có điện. Sự kết hợp giữa khả năng tiết kiệm năng lượng và tốc độ ghi siêu nhanh ở cấp độ picosecond có thể giúp giải quyết tình trạng tắc nghẽn bộ nhớ lâu nay trong phần cứng AI. Hiện tại, phần lớn năng lượng tiêu thụ trong hệ thống AI là để di chuyển dữ liệu, chứ không phải để xử lý chúng.
Giáo sư Zhou Peng và nhóm của ông tại Đại học Fudan đã thay đổi hoàn toàn cấu trúc của bộ nhớ flash. Thay vì sử dụng silicon truyền thống, họ sử dụng graphene hai chiều, một vật liệu nổi tiếng với khả năng dẫn điện cực nhanh.
Họ cũng tinh chỉnh thiết kế bằng cách điều chỉnh độ dài kênh nhớ, tạo ra hiện tượng "siêu tiêm 2D". Nhờ đó, dòng điện có thể chảy vào lớp lưu trữ của bộ nhớ một cách nhanh chóng và gần như không giới hạn, vượt qua những hạn chế về tốc độ của các loại bộ nhớ thông thường.
Giáo sư Zhou chia sẻ rằng, họ đã sử dụng các thuật toán AI để tối ưu hóa các điều kiện thử nghiệm, giúp thúc đẩy nhanh chóng quá trình phát triển và mở đường cho các ứng dụng trong tương lai.
Để đưa công nghệ này vào thực tế, nhóm nghiên cứu đang hợp tác chặt chẽ với các đối tác sản xuất. Quá trình kiểm tra cũng đã hoàn tất và cho kết quả đầy hứa hẹn.
Một nhà nghiên cứu khác, Liu Chunsen, cho biết họ đã chế tạo thành công một chip nhỏ, hoạt động đầy đủ chức năng. Bước tiếp theo là tích hợp nó vào điện thoại thông minh và máy tính. Khi đó, việc sử dụng các mô hình AI trên thiết bị cá nhân sẽ không còn gặp phải tình trạng giật lag và nóng máy do công nghệ lưu trữ hiện tại gây ra.