Bộ nhớ memristor khiến máy tính hoạt động như bộ não người

Sau công trình "bộ nhớ điện trở (memristor)" đầu tiên trên thế giới công bố năm 2008 với khả năng ghi nhớ như bộ não người thì nhóm nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm HP vừa khám phá ra rằng sáng chế của họ lại còn có khả năng lưu trữ lớn hơn rất nhiều so với những hiểu biết ban đầu. Bộ nhớ này có thể thực hiện các phép logic và từ đây phương thức thiết kế hệ thống máy tính có thể bị thay đổi cũng như hiệu suất hoạt động của máy tính sẽ nhanh hơn, hiệu quả hơn.

Memristor (viết tắt của memory resistor) tương ứng với phần tử mạch cơ bản thứ 4 trong kỹ thuật điện tử, điện trở liên kết, tụ điện và cảm điện. Theo nghiên cứu thì memristor có thể thực hiện các phép logic và điều này mở ra khả năng một ngày nào đó máy tính sẽ có thể thi hành công việc trực tiếp bằng các chip nhớ thay vì trói buộc vào bộ xử lý trung tâm CPU.

Memristor mang lại rất nhiều ưu điểm như ít tốn năng lượng, hoạt động nhanh hơn và trong cùng một khu vực lưu trữ tương đương trên bộ nhớ bán dẫn thông thường thì memristor có thể lưu trữ lượng dữ liệu nhiều hơn ít nhất là 2 lần. Ngoài ra, trên thực tế thì memristor "miễn dịch" với các bức xạ vốn là nguyên nhân gây gián đoạn các công nghệ bán dẫn hiện thời và với yếu tố này, memristor sẽ giúp các thiết bị trở nên nhỏ hơn bao giờ hết nhưng cũng mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Một ưu điểm nữa của memristor là chúng không bao giờ "quên", điều này cho phép máy tính không cần phải khởi động qua boot mà người dùng chỉ việc bật tắt máy như công tắc đèn.

Hiện tại HP Labs đã chế tạo các cấu trúc phát triển cho chip nhớ sử dụng memristor và nhóm nghiên cứu tin rằng rất có khả năng những thiết bị tích hợp công nghệ này sẽ xuất hiện trên thị trường trong vài năm tới.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu cũng đã thiết kế một cấu trúc mới bên trong memristor. Cụ thể là cấu trúc sẽ bao gồm nhiều lớp bộ nhớ memristor được xếp chồng lên nhau trong một chip đơn. Theo dự đoán thì chỉ trong 5 năm nữa, loại chip này sẽ được sử dụng để tạo ra những thiết bị hổ trợ cá nhân cầm tay với bộ nhớ lớn hơn gấp 10 lần so với hiện tại hoặc trang bị cho các siêu máy tính để thực hiện các công việc như kết xuất đồ họa.

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết với phát hiện này, các sản phẩm dựa trên memristor sẽ có thể thay thế vật liệu silicon trong cấu tạo màn hình hiển thị thông minh của các thiết bị đọc sách và chúng hoàn toàn có thể kế vị silicon trên một tỉ lệ lớn hơn.

Theo giáo sư Leon Chua, Khoa Kỹ thuật điện tử và Khoa học Vi tính thuộc đại học California tại Berkeley, người đầu tiên đưa ra lý thuyết và tên gọi memristor 39 năm về trước: "Kể từ khi memristor ra đời theo ý tưởng từ bộ não, nó đã mở ra cơ hội thương mại hóa cho những chiếc máy tính có khả năng tính toán như não người và điều này hoàn toàn khác với cấu trúc von Neumann vẫn làm cơ sở cho các máy tính số từ trước đến nay."