Memristor: thành phần mới của mạch điện

Trong một mạch điện thường có ba thành phần cơ bản: điện trở, cuộn cảm và tụ điện. Nhưng năm 1971, nhà nghiên cứu UC Berkeley đã đưa ra học thuyết Leon Chua cho rằng mạch điện có thêm một thành phần thứ tư, gọi là Memristor. Thành phần này có thể đo được dòng điện chạy qua nó. Và 37 năm sau, học thuyết này đã trở thành hiện thực khi HP đã chế tạo thành công linh kiện Memristor. Với việc đo được dòng điện chạy qua, Memristor đã trở thành một phần của mạch điện với những đặc tính riêng. Điểm đáng chú ý của Memristor là có thể lưu trạng thái dòng điện ngay cả khi dòng điện đã được ngắt. Vì vậy, Memristor sẽ là một ứng cử lớn thay thế cho bộ nhớ flash hiện nay.

Theo lý thuyết, Memristor sẽ cho giá thành rẻ, tốc độ nhanh và khả năng lưu trữ lớn hơn nhiều so với bộ nhớ flash. Hơn nữa, sản phẩm cũng có thể thay thế các con chip RAM để nhớ lại chính xác những gì người sử dụng thực hiện trước khi tắt máy và sẽ quay trở lại công việc này ngay sau khi người sử dụng bật máy trở lại. Với giá rẻ và hợp nhất nhiều thành phần, chúng ta sẽ tạo ra các máy tính trạng thái rắn có kích thước nhỏ có thể bỏ túi và hoạt động nhanh hơn gấp nhiều lần so với máy tính PC hiện nay.

Một ngày nào đó, Memristor sẽ được dùng để chế tạo ra loại máy tính mới có khả năng ghi nhớ phạm vi nhiều trạng thái điện tử hơn là chỉ đơn thuần có hai trạng thái “tắt/bật” (on/off) như các bộ xử lý số hiện nay. Với việc ghi nhớ một phạm vi động các trạng thái dữ liệu trong chế độ tương tự, loại máy tính này có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ thực hiện xung quanh hai trạng thái “0” và “1”.

Theo HP, Memristor sẽ sớm được đưa vào các sản phẩm để thương mại hóa và thay thế bộ nhớ flash (giá thành và công suất tiêu thụ ít hơn). Dự kiến, sản phẩm sẽ xuất hiện đầu tiên vào năm 2012. Xa hơn nữa, Memristor sẽ thay thế cả DRAM và các ổ cứng hiện nay vào khoảng năm 2014-2016. Từ đó các máy tính tương tự chế tạo từ Memristor sẽ từng bước được hiện thực hóa trong 20 năm nữa.

Bộ xử lý 32 lõi của Intel và AMD

Ngày nay, khi bộ xử lý đơn lõi đã quá lỗi thời và bộ xử lý lõi tứ ngày càng trở nên thông dụng hơn với người sử dụng. Các nhà chế tạo chip lại tiếp tục cuộc chiến tăng lõi cho bộ xử lý. Bỏ rơi cuộc đua GHz (cuộc đua xung nhịp), cả Intel và AMD đang cố gắng đóng gói nhiều lõi hơn cho con chip để cải thiện hiệu suất xử lý và khả năng thực hiện đa nhiệm vụ. Các con chip siêu nhỏ sẽ chứa đựng nhiều lõi và các thành phần khác trong một kích thước giới hạn.

Intel sẽ tạo ra bộ xử lý có kích thước 32nm (chip hiện nay là 45nm) vào năm 2009. Bộ xử lý 6 lõi sắp ra mắt, tiếp theo sẽ là Core i7(Nehalem) 8 lõi tung ra thị trường vào năm 2009 hoặc 2010. Còn dự án chip 8 lõi của AMD sẽ được báo cáo vào năm 2009.

Theo dự kiến năm 2010, Intel sẽ báo cáo dự án chip 32 lõi (Keifer). Nhưng sau đó không lâu, hãng đã thông báo hủy bỏ dự án này vì nó quá phức tạp. Việc tạo nhiều lõi sẽ liên quan đến cả bộ nhớ, rõ ràng ta không có đủ RAM để chia sẻ cho 32 bộ não. Nhưng chúng ta cũng mong rằng, các khó khăn đó sẽ sớm được giải quyết. Dự kiến, chip 16 lõi sẽ có mặt vào năm 2011 hoặc 2012 (khi các linh kiện điện tử bán dẫn dự kiến sẽ giảm kích thước để đạt mức 22nm), còn chip 32 lõi sẽ xuất hiện vào năm 2013 hay 2014. Intel cũng cho biết, trong tương lai chúng ta cũng có thể tạo ra những con chip chứa hàng trăm lõi.

Sự kết hợp CPU-GPU

Sau khi AMD mua lại nhà sản xuất card đồ họa ATI, hầu hết các quan sát viên công nghiệp đều cho rằng sẽ có sự hợp nhất giữa đơn vị xử lý trung tâm và đơn vị xử lý đồ họa (CPU-GPU).

Hiện nay, không có nhiều laptop được lắp card đồ họa rời nhưng để tăng khả năng xử lý đồ họa người ta vẫn cần phải lắp đặt thêm thiết bị này. Và khi lắp thêm thiết bị đó, người sử dụng sẽ gặp phải 3 vấn đề: tốn kém, phức tạp khi cài đặt và tiêu thụ điện năng nhiều hơn. Vì vậy, việc tích hợp các chức năng xử lý đồ họa trên bộ CPU sẽ giải quyết được ba vấn đề rắc rối trên. Theo các kinh nghiệm của game thủ, việc dành bốn lõi của bộ xử lý 16 lõi cho xử lý đồ họa là quá đủ.

Việc đặt GPU trên CPU sẽ là một thử thách lớn cho những nhà chế tạo chip vì vấn đề chính cần giải quyết ở đây là sức nóng của thiết bị. AMD dự kiến cho ra mắt chip Swift - là sản phẩm đầu tiên của sự hợp nhất CPU-GPU (dòng Fusion) vào năm 2009. Còn Intel sẽ tung ra hai con chip Auburndale và Havendale - những con chip đầu tiên đặt GPU và CPU trên một bề mặt vào cuối năm 2009. Tiếp theo đó sẽ đến chip Nehalem nhưng hãng cũng chưa cho tiết lộ thêm thông tin gì.

Cổng USB 3.0 tăng tốc 10 lần cho các thiết bị cắm ngoài

Cổng USB là một trong những phát minh thành công trong lịch sử các cổng kết nối của máy tính. Cho đến nay, hơn 2 tỷ thiết bị kết nối qua cổng USB đã được tiêu thụ. Tuy nhiên, khi các ổ cứng có dung lượng lưu trữ lớn lên tới TB thì tốc độ sao lưu 480Mb/s của các cổng USB 2.0 dường như là quá chậm và mất thời gian. Do đó, USB 3.0 ra đời đã hứa hẹn sẽ giải quyết vấn đề này với tốc độ tăng lên tới 10 lần (4,8Gb/s).

Tuy nhiên, các thiết bị USB 3.0 sẽ có cổng kết nối khác nhỏ hơn, nhưng người ta cũng mong rằng các cổng này sẽ tương thích với các rãnh cắm USB hiện có. Ngoài ra, USB 3.0 cũng tăng công suất của các thiết bị USB trong đó dòng điện tăng lên (từ 0,1A lên gần 1A). Do đó, thời gian sạc pin cho các thiết bị như iPod sẽ nhanh hơn.

Các thông số kỹ thuật USB 3.0 gần như đã hoàn thành và dự kiến có mặt trên thị trường vào năm 2010. Trong thời gian này, cuộc chiến cạnh tranh đang diễn ra giữa các cổng kết nối tốc độ cao như DisplayPort, eSATA, và HDMI. Và khi USB 3.0 ra đời, các cổng này sẽ trở nên tầm thường với các máy tính PC, ngay cả với FireWire sắp được nâng cấp lên tốc độ 3,2 Gb/s. Cuộc chiến cổng kết nối sẽ tạo ra những thay đổi ở mặt sau của cây máy tính nhưng chắc chắn người sử dụng sẽ có một lựa chọn cho cổng kết nối tốc độ cao.

Truyền tải điện năng không dây

Sự truyền tải điện năng không dây đã là một giấc mơ có từ những ngày mà nhà phát minh thiên tài Nikola Tesla tưởng tượng một thế giới rải khắp với các cuộn dây Tesla khổng lồ (máy phát khuếch đại khổng lồ). Ngoại trừ, những tiến bộ trong việc sạc điện cho các bàn trải điện tử, điện năng vẫn chưa thể truyền đi mà không cần dây dẫn.

Tuy nhiên, mới đây các nhà nghiên cứu của Intel đã demo phương thức truyền điện năng qua khoảng cách vài mét mà không cần dây dẫn và cũng không ảnh hưởng tới những người đứng xung quanh. Phương thức này được thực hiện dựa trên những nghiên cứu của Viện công nghệ Massachusetts (MIT) và được gọi là “kết nối cộng hưởng năng lượng không dây”. Công nghệ này sẽ thực hiện như sau: dòng điện có tần số 10MHz chạy qua một cuộn dây sẽ cộng hưởng cùng tần số lên một cuộn dây khác đặt gần nó và tạo ra dòng điện chạy trong cuộn dây này. Dòng điện đó có thể dùng để thắp sáng bóng đèn 60W với hiệu suất đạt 70%.

Công nghệ này, Intel sử dụng dòng điên xoay chiều. Nên để có thể sạc pin không dây cho các thiết bị như laptop thì cần phải chuyển đổi sang dòng điện một chiều và kích thước cũng phải nhỏ hơn so với mô hình thí nghiệm. Trong 6 tới 8 năm nữa, các mạch điện nhận tín hiệu sẽ được tích hợp vào sau màn hình của laptop. Và hy vọng việc sạc pin cũng có thể được thực hiện qua các vật cản để người sử dụng có thể sạc pin cho laptop mà không cần phải bỏ thiết bị ra khỏi bao đựng.

Theo Pcworld/VnMedia