Có thể lưu toàn bộ phim trong năm vào một chiếc điện thoại?

Các nhà nghiên cứu IBM đang tiến gần hơn tới khả năng thương mại hóa một công nghệ lưu trữ thử nghiệm, hứa hẹn đưa toàn bộ những bộ phim sản xuất trong một năm vào cùng một chiếc điện thoại. Công nghệ này mang tên “bộ nhớ racetrack”, do nhà nghiên cứu Stuart Parkin phát triển từ năm 2004, hướng tới việc thay đổi đáng kể cách thiết bị điện tử lưu giữ dữ liệu. Nếu thành công, racetrack có thể mở rộng dung lượng điện thoại vượt xa giới hạn quen thuộc hiện nay, biến những kho phim lớn thành dữ liệu có thể mang theo trong túi. Ổ đĩa cứng truyền thống dùng động cơ quay các nguyên tử từ tính để ghi, đọc thông tin, trong khi racetrack vận hành dựa trên chuyển động của các vách domain từ tính. Vách domain thực chất là những tập hợp electron, được dòng điện đẩy lên xuống dọc theo một sợi dây cực nhỏ, thay vì khiến toàn bộ vật liệu phải chuyển động cơ học. Stuart Parkin ví cơ chế này như một loại sóng từ trường chạy dọc theo dây dẫn, bởi các nguyên tử không cần di chuyển theo dòng dữ liệu đang được truyền đi. Cách tiếp cận ấy giúp racetrack loại bỏ nhiều bộ phận chuyển động vốn thường làm thiết bị lưu trữ chậm hơn, tiêu thụ năng lượng nhiều hơn và dễ gặp trục trặc. Khi đưa các vách domain tới vị trí bộ đọc, hệ thống có thể truy cập dữ liệu nhanh hơn đáng kể, đồng thời giảm lượng năng lượng cần thiết cho hoạt động lưu trữ. Theo Parkin, racetrack có thể truy cập bit dữ liệu đầu tiên nhanh hơn một triệu lần so với các thiết bị hiện nay, trong khi sử dụng ít năng lượng hơn rất nhiều. Ông cũng cho rằng công nghệ này sẽ không gặp sự cố theo kiểu thường gắn với những hệ thống lưu trữ có nhiều thành phần cơ học chuyển động liên tục. Tác động rõ nhất có thể xuất hiện trên các thiết bị điện tử phổ biến như điện thoại di động, nơi nhu cầu lưu trữ ảnh, video, ứng dụng và dữ liệu cá nhân ngày càng tăng. Một chiếc điện thoại sở hữu bộ nhớ lớn hơn hàng chục hoặc hàng trăm lần sẽ cho phép người dùng giữ lại nhiều nội dung hơn, thay vì thường xuyên xóa dữ liệu hoặc phụ thuộc dịch vụ trực tuyến. Với điều kiện nhận được nguồn tài trợ phù hợp, Parkin ước tính nhóm nghiên cứu cần thêm từ 2 đến 5 năm để xây dựng chip lưu trữ nhiều dữ liệu gấp 100 lần chip nhớ flash hiện nay. Những chip đầu tiên có thể sử dụng các dây dẫn dài vài micron, rộng khoảng 30nm, kích thước chỉ bằng một phần nghìn độ dày của sợi tóc người. Theo Parkin, cấu trúc cực nhỏ đó đủ khả năng chứa hàng trăm GB dữ liệu, thậm chí đạt tới một vài TB trong các phiên bản racetrack đầu tiên. Nếu những con số này trở thành hiện thực, dung lượng lưu trữ của điện thoại sẽ tiến gần hơn tới quy mô từng được xem là chỉ phù hợp với máy tính hoặc hệ thống lưu trữ chuyên dụng. Tuy nhiên, racetrack vẫn chưa phải sản phẩm hoàn thiện có thể lập tức đưa vào dây chuyền sản xuất hàng loạt, bởi nhóm IBM còn phải giải quyết nhiều câu hỏi kỹ thuật quan trọng. Nhóm của Parkin đã chế tạo những mẫu racetrack ban đầu, trong đó các chip thử nghiệm có thể đọc và ghi những bộ dữ liệu đơn giản. Kết quả ấy cho thấy ý tưởng không còn chỉ tồn tại trên giấy, nhưng vẫn chưa đủ để chứng minh công nghệ hoạt động ổn định với dữ liệu phức tạp và quy mô lớn. Câu hỏi lớn hiện nay liên quan đến cách chính xác những vách domain di chuyển dọc theo dây dẫn, bởi chuyển động này quyết định trực tiếp khả năng đọc, ghi và kiểm soát dữ liệu. Các nhà nghiên cứu còn phải tìm hiểu cách duy trì vị trí của từng vách domain, hạn chế sai lệch, đồng thời bảo đảm hệ thống vận hành bền bỉ trong thời gian dài. Parkin thừa nhận vẫn còn rất nhiều việc cần làm trước khi racetrack trở thành công nghệ thực tế, dù những thách thức hiện nay đã cụ thể hơn và bớt mang tính lý thuyết. Theo ông, các vấn đề còn lại chỉ có thể được giải quyết bằng việc tiếp tục xây dựng nguyên mẫu, sau đó thử nghiệm chúng trong một khoảng thời gian đủ dài. Racetrack vì thế chưa thể biến điện thoại hôm nay thành kho phim khổng lồ ngay lập tức, nhưng đang mở ra một hướng phát triển đáng chú ý cho tương lai lưu trữ di động.