Chip quang học mới có tốc độ truyền tải nhanh gấp 100 lần bộ nhớ SSD, lưu trữ thông tin vĩnh viễn

Mới đây, các nhà khoa học ở Anh đã phát triển thành công thế hệ chip điện tử đầu tiên dựa trên công nghệ ánh sáng, có khả năng lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn. Trong tương lai, nhờ loại chip này mà chúng ta có thể nhận và gửi dữ liệu với tốc độ ánh sáng, dự kiến là nhanh gấp 100 lần tốc độ lưu trữ của bộ nhớ SSD.

Đây là bước đột phá mới, hứa hẹn sẽ cải thiện đáng kể tốc độ của những chiếc máy tính hiện nay so với sử dụng các thiết bị lưu trữ dữ liệu truyền thống.

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

Thiết bị mới này sử dụng loại vật liệu tương tự như trên đĩa CD và DVD, đó là vật liệu chuyển pha Ge2Sb2Te5 (GST). Vật liệu GST này 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. Các nhà khoa học sử dụng một lớp GST mỏng bên trong ống silicon nitride, hay được gọi là ống dẫn sóng. Ánh sáng cường độ cao khi được chiếu qua ống dẫn sóng này có thể làm thay đổi trạng thái của lớp vật liệu GST.

Đó 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 ống, nó sẽ thay đổi tùy thuộc vào lớp GST. Mà nhờ đo lường sự khác biệt này, các nhà khoa học có thể xác định được các dữ liệu được mã hóa nhị phân 0 và 1.

Cơ chế hoạt động của bộ nhớ quang tử dựa trên vật liệu GST.

Bằng cách truyền đi các bước sóng khác nhau cùng một lúc, các nhà khoa học có thể đọc và ghi dữ liệu cùng một lúc, nó được gọi là kỹ thuật ghép bước sóng. Mà nhờ đó chúng ta có thể đọc và ghi hàng ngàn bit dữ liệu cùng một lúc, không hề bị hạn chế băng thông.

Giáo sư Bhaskaran cho biết thêm: “Với công nghệ mới này, chúng ta không chỉ tạo ra một bộ nhớ quang tử không giới hạn băng thông. Mà nó 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 1GHz”.

Hiện tại, các nhà khoa học đang tìm cách thiết kế lại toàn bộ cấu trúc của máy tính nhằm tương hợp với con chip bộ nhớ dùng công nghệ quang. Các bộ phận khác của máy tính cũng phải được thiết kế sao cho tương tác được ngay lập tức với con chip. Điều này chỉ có thể xảy ra khi chúng cũng sử dụng công nghệ ánh sáng thay cho các tín hiệu điện tử như hiện nay.

Theo: BGR.com