เปิดตัว Poxiao ฮาร์ดไดรฟ์ที่เร็วที่สุดในโลก! ลบและเขียนข้อมูลใหม่ด้วยความเร็วถึง 400 พิโกวินาที ซึ่งเร็วกว่าเทคโนโลยีแบบเดิมถึง 100,000 เท่า

จีนสร้างปรากฏการณ์ใหม่ในโลกเทคโนโลยี ด้วยนวัตกรรมล่าสุดที่พลิกโฉมวงการหน่วยความจำ เมื่อวันพฤหัสบดี (17 เม.ย.) ที่ผ่านมา นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟู่ตานได้เผยโฉม “Poxiao” หรือ “รุ่งอรุณ” หน่วยความจำแฟลชที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมา ขนาดเล็กจิ๋วเพียงเท่าเมล็ดข้าวแต่ทรงพลังเหนือความคาดหมายอุปกรณ์แห่งอนาคตนี้สามารถลบและเขียนข้อมูลใหม่ได้ด้วยความเร็วสูงถึง 400 พิโกวินาที เร็วกว่าเดิมถึง 100,000 เท่า ถือเป็นก้าวสำคัญที่อาจเปลี่ยนแปลงมาตรฐานการจัดเก็บข้อมูลไปตลอดกาล

แม้ว่าต้นแบบในปัจจุบันจะมีความจุเพียงไม่กี่กิโลไบต์ แต่นวัตกรรมล้ำสมัยนี้ได้ทำลายข้อจำกัดด้านความเร็วของหน่วยความจำสมัยใหม่ เปิดศักราชใหม่ที่สมองของ AI จะสามารถอ่านและเขียนข้อมูลได้เร็วเท่ากับความคิดของมันเอง

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature โดยเป็นก้าวสำคัญของวงการฟิสิกส์อิเล็กตรอน ซึ่งอาจทำให้เส้นแบ่งระหว่างหน่วยความจำและการประมวลผลเลือนรางลง ทั้งยังเป็นการแก้ไขคอขวดทางเทคนิคที่จำกัดศักยภาพของพลังการประมวลผล AI

สถาปัตยกรรมการจัดเก็บข้อมูลในปัจจุบันยังมีข้อจำกัด หน่วยความจำประเภทระเหย เช่น SRAM และ DRAM แม้มีความเร็วสูง แต่มีความจุต่ำ ใช้พลังงานมาก และสูญเสียข้อมูลเมื่อไฟดับ ขณะที่หน่วยความจำประเภทไม่ไม่ลบเลือน เช่น แฟลช แม้มีความจุสูง ใช้พลังงานน้อย และสามารถคงข้อมูลได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า แต่ยังมีข้อจำกัดด้านความเร็ว ทีมวิจัยจึงมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีให้หน่วยความจำแฟลชมีความเร็วสูงขึ้น โดยคงไว้ซึ่งข้อดีเดิม พร้อมทั้งแก้ไขข้อจำกัดด้านความเร็ว เพื่อนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น

ทรานซิสเตอร์แบบฟลอตติ้งเกตเป็นหน่วยเก็บข้อมูลพื้นฐานของหน่วยความจำแฟลช ซึ่งทำงานโดยให้อิเล็กตรอนเคลื่อนเข้าและออกจากพื้นที่จัดเก็บภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้า ในอดีตนักวิจัยเร่งความเร็วของหน่วยความจำแฟลชโดยให้พลังงานแก่อิเล็กตรอนล่วงหน้า เพื่อช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่เร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม ตามแบบจำลองทางทฤษฎี กระบวนการนี้มีข้อจำกัดด้านความเร็วและไม่สามารถก้าวข้ามขีดจำกัดเดิมได้

หลิว ชุนเซิน หัวหน้าโครงการเผยว่า ทีมวิจัยได้นำเสนอแนวทางใหม่ในการเร่งความเร็วของหน่วยความจำแฟลช โดยให้อิเล็กตรอนสามารถเปลี่ยนผ่านจากสถานะความเร็วต่ำไปเป็นความเร็วสูงได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการ “วอร์มอัพ” ทฤษฎีใหม่นี้มีชื่อว่า “2D-enhanced hot-carrier injection” และเป็นพื้นฐานสำคัญที่นำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบ

ในการทดสอบ หน่วยความจำต้นแบบสามารถลบและเขียนข้อมูลได้ในเวลาเพียง 400 พิโกวินาที เร็วกว่าหน่วยความจำแบบระเหยที่เร็วที่สุดในโลกอย่าง SRAM ที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกัน เมื่อเทียบกับหน่วยความจำแฟลชมาตรฐานที่มีความเร็วระดับหลายร้อยไมโครวินาที นวัตกรรมใหม่นี้มีความเร็วเพิ่มขึ้นกว่า 100,000 เท่า

บทความบนเว็บไซต์ของมหาวิทยาลัยฟู่ตาน ระบุว่า เทคโนโลยีนี้เป็นระบบจัดเก็บข้อมูลเซมิคอนดักเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก ณ ขณะนี้ โดยสามารถทำงานด้วยความเร็วเทียบเท่ากับการประมวลผล

“เมื่อสามารถขยายขนาดเพื่อการผลิตจำนวนมากได้ คาดว่าจะพลิกโฉมสถาปัตยกรรมการจัดเก็บข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง” “ด้วยเทคโนโลยีนี้ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในอนาคตอาจไม่จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างหน่วยความจำและที่จัดเก็บข้อมูลภายนอกอีกต่อไป ซึ่งจะทำให้ระบบจัดเก็บข้อมูลแบบลำดับชั้นหมดความจำเป็น และช่วยให้สามารถใช้งานโมเดล AI ขนาดใหญ่ได้โดยตรงในเครื่อง” บทความระบุ

หน่วยความจำแฟลช “Poxiao” กำลังก้าวเข้าสู่กระบวนการผลิต โดยผสานเทคโนโลยี CMOS ซึ่งทำให้สามารถผลิตชิประดับกิโลไบต์ได้สำเร็จแล้ว ภายในระยะเวลา 5 ปี ทีมวิจัยตั้งเป้าที่จะขยายขนาดให้สามารถรองรับข้อมูลระดับหลายสิบเมกะไบต์ พร้อมทั้งดำเนินการออกใบอนุญาตและเตรียมเข้าสู่ตลาด

ที่มา: SCMP