ULTRARAM là gì? "Chén Thánh của công nghệ bộ nhớ" hứa hẹn sẽ đẩy RAM và NAND "ra chuồng gà"

[VNR Content]

Thị trường bộ nhớ hiện tại trị giá 165 tỷ USD mỗi năm, chủ yếu sử dụng công nghệ DRAM và NAND flash. DRAM có ưu điểm về tốc độ và sức bền vượt trội nhưng volatile (khả biến), đòi hỏi liên tục làm mới dữ liệu. NAND flash tuy non-volatile (bất biến, lưu dữ liệu ngay cả khi tắt nguồn) nhưng có tốc độ chậm hơn và độ bền thấp khi thực hiện chu trình ghi/xóa dữ liệu.
ULTRARAM, được phát triển bởi Quinas Technology (công ty spinoff từ Đại học Lancaster Vương quốc Anh), kết hợp những ưu điểm của cả hai công nghệ. Sản phẩm mang đến bộ nhớ tốc độ cao, bất biến, có độ bền lớn và năng lượng tiêu thụ thấp khi hoạt động.

Công nghệ này, gần đây đã giành được giải thưởng tại Hội nghị Flash Memory Summit, tự hào vì sở hữu tuổi đời cao hơn bộ nhớ flash, tốc độ đọc/viết tương đương bộ nhớ hệ thống nhưng yêu cầu công suất thấp hơn hẳn.
ULTRARAM hoạt động dựa trên một quá trình cơ học lượng tử gọi là truyền dẫn cộng hưởng (resonant tunneling), cho phép bộ nhớ bất biến, đồng thời thực hiện ghi và xóa dữ liệu nhanh chóng, tiết kiệm năng lượng, dẫn đến độ bền cao. Tổ hợp những tính năng này trước đây được cho là không thể đạt được, đây cũng là lý do tại sao một số người ví ULTRARAM là "Chén Thánh của công nghệ bộ nhớ".
ULTRARAM không dựa trên nền tảng silicon mà sử dụng các vật liệu được gọi là chất bán dẫn hợp chất III-V, bao gồm gallium antimonide (GaSb), indium arsenide (InAs) và aluminium antimonide (AlSb).
Không giống như flash memory (sử dụng hàng rào oxide có điện trở cao để giữ điện tích), ULTRARAM sử dụng các lớp InAs/AlSb mỏng tạo ra cấu trúc chứa điện tích "triple-barrier resonant-tunnelling" (TBRT). Điều này cho phép ULTRARAM tự do ở giữa trạng thái cách điện mạnh và dẫn điện tốt, tạo ra những thuộc tính độc đáo cho sản phẩm.

Hiệu quả năng lượng của ULTRARAM rất đáng chú ý. Sản phẩm có năng lượng tiêu thụ trên mỗi đơn vị được ghi nhận thấp hơn 100 lần so với DRAM, thấp hơn 1.000 lần so với flash, và thấp hơn 10.000 lần so với các loại bộ nhớ mới xuất hiện khác. Tiêu chí tiết kiệm năng lượng vượt trội được củng cố thêm nhờ tính năng đọc không phá hủy và bất biến, loại trừ nhu cầu "refresh" như DRAM truyền thống.
Độ bền của ULTRARAM cũng đáng chú ý. Quinas tuyên bố đã chứng minh hoạt động không hư hao trong hơn 10 triệu chu kỳ ghi/xóa.
Sự phát triển của ULTRARAM kịp thời trong bối cảnh trung tâm dữ liệu đang tiêu tốn lượng điện năng ngày càng lớn. Bằng cách cắt điện năng cần thiết để dữ liệu "sống" trong bộ nhớ đang hoạt động, hoặc giảm công suất khi di dời dữ liệu giữa vùng lưu trữ và xử lý, ULTRARAM có thể cắt bớt đáng kể nhu cầu năng lượng của ngành.
Và còn gì nữa? Các nhà phát minh nói công nghệ này có thể được sản xuất hàng loạt bằng các quy trình hiện có trong công nghiệp chất bán dẫn và silicon.