Hơn 20 công ty Mỹ-Nhật cùng phát triển MRAM, chuẩn bộ nhớ có dung lượng và tốc độ hơn DRAM 10 lần

Hơn 20 công ty Mỹ và Nhật đã thành lập nên một liên doanh nhằm phát triển nên MRAM, một loại bộ nhớ thay thế cho chuẩn DRAM đang được sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị điện toán ngày nay. MRAM là chữ viết tắt của "magnetoresistive random access memory", tạm dịch là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dựa trên hiệu ứng từ điện trở. Nó có dung lượng và tốc độ ghi cao hơn gấp 10 lần DRAM, trong khi mức độ tiêu thụ năng lượng chỉ bằng 1/3 so với chuẩn bộ nhớ cũ. Việc sử dụng MRAM trên smartphone, tablet sẽ giúp cải thiện hiệu năng đáng kể, đồng thời tăng thời lượng dùng pin của thiết bị.

Về phía Nhật, một số tên tuổi lớn sẽ tham gia vào liên minh này bao gồm Tokyo Electron (hãng sản xuất công cụ làm chip lớn thứ 3 thế giới), Shin-Etsu Chemical (một trong những công ty làm tấm wafer silicon lớn), Renesas Electronics (một hãng sản xuất chip) và Hitachi. Phía Mỹ thì có sự góp mặt của Micron Technology, hãng sản xuất chip DRAM lớn thứ 2 thế giới hiện nay.

Những công ty này sẽ cùng nhau thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu ở đại học Tohoku nằm ở phía bắc Nhật Bản. Tetsuo Endoh, một giáo sư của đại học này, sẽ là người dẫn đầu nhóm nghiên cứu và họ sẽ bắt đầu công việc của mình vào tháng 2 năm sau. Liên minh này cũng đang lên kế hoạch khuyến khích các công ty Mỹ và Châu Âu khác cùng tham gia phát triển MRAM.

Bằng việc kết hợp nguồn lực để nghiên cứu về nguyên vật liệu, hệ thống mạch điện và quy trình sản xuất, liên minh muốn MRAM sẽ trở thành hiện thực vào tháng 3/2017. Công ty Micron thì hi vọng sẽ đưa MRAM vào sản xuất đại trà trong năm 2018.

Song song đó, Toshiba cũng đang làm việc với hãng chip SK Hynix để thúc đẩy sự phát triển của MRAM, Samsung cũng đang nghiên cứu công nghệ này. Nói cách khác, những công ty chip lớn nắm 90% thị phần DRAM toàn cầu đang dần chuyển sang MRAM, và chúng ta sẽ phải chờ ít nhất là 5 năm nữa mới thấy được tác dụng của MRAM.

Thêm thông tin về MRAM:

MRAM (còn gọi là ST-MRAM) đã được phát triển từ những năm 1990 đến nay. Trong DRAM, dữ liệu được lưu dưới dạng điện tích hoặc dòng điện, còn trong MRAM hoạt động bằng cách tận dụng spin (moment động lượng tự quay) của electron để lưu dữ liệu bằng trạng thái từ tính. Người ta ta sử dụng hai cực sắt từ, mỗi cực có thể lưu giữ một từ trường của mình, và ngăn cách chúng bằng một lớp cách điện. Một trong hai đĩa sẽ là nam châm vĩnh cữu và cấu trúc này sẽ hình thành nên một bit trong MRAM. Một thiết bị lưu trữ dùng MRAM sẽ được tạo ra từ một lưới các cấu trúc như thế.

Đáng chú ý, MRAM là loại bộ nhớ non-volatile (vẫn còn lưu dữ liệu khi mất điện), trong khi DRAM là volatile (mất dữ liệu rất nhanh khi không còn điện). Điều đó có nghĩa là, theo lý thuyết, MRAM có thể được dùng làm bộ nhớ chính (RAM) cho hệ thống vì tốc độ rất nhanh (gấp 10 lần DRAM), đồng thời vẫn có khả năng áp dụng cho các ổ lưu trữ vĩnh viễn như SSD nhờ dung lượng cao (cũng gấp 10 lần DRAM).

Trước đây đã từng có hãng Everspin sản xuất và thương mại hóa MRAM. Everspin cho biết rằng con chip nhớ ST-MRAM chuẩn DDR3 đầu tiên do họ sản xuất có dung lượng chỉ 64 megabit (tương đương 8 megabyte hay MB) và đắt hơn bộ nhớ flash đến 50 lần, tuy nhiên tốc độ của nó là 400.000 IOPS (input output per second) ở chế độ ngẫu nhiên, gấp 500 lần so với con số 800 IOPS của chip flash. Nếu xét về mặt băng thông thì chip này có thể truyền tải 3,2GB dữ liệu trong mỗi giây với độ trễ chỉ ở mức nano giây.

Một thanh RAM dung lượng 64MB dùng chip nhớ ST-MRAM của Everspin

Nguồn: Nikkei