Dù bạn tin hay không, một ngày nào đó, silicon lỏng - quần thể phân tử và huyết cầu protein trong máu bò sẽ có thể giúp bạn lưu trữ dữ liệu trong những chiếc điện thoại di động xinh xắn hay máy tính của mình.

Một loạt các doanh nghiệp mới đang ấp ủ nghiên cứu một công nghệ cho phép họ cải tiến hoặc thay thế hẳn những chiếc ổ cứng, card nhớ động và các thiết bị lưu trữ thông dụng khác. Công nghệ mới, tất nhiên sẽ làm lợi cho người tiêu dùng, nhưng cũng thực hiện được một vai trò không kém phần quan trọng: cắt giảm ngân sách đầu ra cho các nhà sản xuất.

NanoMagnetics của Anh là một thí dụ. Hãng này đã phát triển một phương pháp cho phép gài một phân tử nam châm hoá vào bên trong cầu ferritin (một loại protein có trong động vật). Khi được sắp xếp ngay ngắn thành hàng, những nhân cầu protein được nam châm hoá sẽ có thể biểu thị chuỗi 1 và 0, hai đơn vị cơ bản của thông tin số.

Công nghệ của NanoMagnetics có thể lạ tai với khá nhiều người. “Tôi đến các cuộc hội thảo và mọi người đều hỏi: “Nó là protein, vậy… ăn được chứ?’’ - Eric Mayes, người sáng lập đồng thời là giám đốc điều hành của hãng kể lại.

Nhìn một cách toàn diện, nhiệm vụ của những hãng mới nổi như NanoMagnetics giống như một cuộc phiêu lưu mà cái giá phải trả sẽ là rất đắt. Các hãng sản xuất ổ cứng hiếm khi công bố được một quý tài khoá có lãi, còn với bộ nhớ động, lợi nhuận dường như là vẫn là một ẩn số khó nắm bắt. Chưa kể cả hai ngành này đều có tiếng là bảo thủ trước việc ứng dụng những công nghệ mới.

Mặc dù vậy, những người ủng hộ vẫn tin rằng hoàn cảnh hiện tại sẽ khiến họ (những nhà sản xuất thiết bị lưu trữ) phải mở cửa rộng hơn cho những thử nghiệm mới, như một cứu cánh cho thực trạng kinh doanh khó khăn. Phương trình Chi phí sản xuất - Lợi nhuận của các nhà sản xuất ngày một leo thang và trở nên cực-kỳ-khó-cân-bằng. Một GB trống trong ổ cứng hiện tại có giá chỉ khoảng 50 cent tại các đại lý bán lẻ. Bộ nhớ động cũng chẳng khá hơn khi giá liên tục giảm trong thời gian vừa qua, hệ quả tất yếu của một cuộc cạnh tranh về giá trên thị trường. Trong khi đó, để sản xuất được các thiết bị nói trên, mỗi một nhà máy lại cần rót vốn đầu tư tới hàng tỷ USD, chưa kể ngân sách đầu tư vốn chưa bao giờ là khiêm tốn.

Trong cuộc hội thảo Semicon West diễn ra tại San Francisco hồi tháng 7 vừa qua, Paolo Gardini, giám đốc chiến lược công nghệ của Intel xác nhận: Ngành công nghiệp chip đã tiến hành những bước đi thử nghiệm đầu tiên trong việc ứng dụng các phương pháp thiết kế và sản xuất mới do nhiều khó khăn về tài chính và khoa học. Cùng lúc đó, tác giả của những công nghệ mới cũng tuyên bố họ có thể đạt được mật độ lưu trữ vượt xa dung lượng tối đa của các công nghệ hiện tại. “Chúng tôi có thể đạt đến dung lượng cao gấp 20 đến 50 lần cho mỗi con chip (bộ nhớ động).’’ - giám đốc điều hành Gordon Knight của Nanochip nói.  Mới đây, hãng của Knight đã nhận được một khoản đầu tư “hiếm có khó tìm’’ từ người khổng lồ Microsoft.

Phá vỡ rào cản Sức nóng

Sức nóng là vấn đề mà hầu như hãng sản xuất bán dẫn nào cũng gặp phải, nhưng nó lại chính là chìa khoá then chốt trong công nghệ của Nanochip. Một thiết bị thăm dò siêu nhỏ bay lơ lửng bên trên tấm silicon sẽ nhanh chóng hâm nóng một điểm bất kỳ trên đó tới 600 độ C. Gần như ngay lập tức, tinh thể silicon lỏng bên dưới sẽ tan chảy và không còn hình dáng cố định, do đó sẽ được đọc là 0. Nhưng khi nhiệt độ mát lại, nó lại kết tinh thành khối silicon và biểu thị cho con số 1. So với CD và DVD, loại đĩa mới có thể lưu trữ được nhiều dữ liệu hơn, do công cụ đọc - viết dữ liệu trong trường hợp này chính là các tinh cầu siêu nhỏ, vì vậy tiết kiệm được không gian bộ nhớ. Tia laser đỏ để đọc dữ liệu trên đĩa CD có tầm quét là 500 nanomet, trong khi đó, với các tinh cầu, phạm vi quét có thể giảm xuống chỉ còn 20 nanomet.

Các con chip được tung ra thị trường sẽ có dung lượng lưu trữ là 50GB, song so với những chiếc ổ cứng 3,5 inch bên trong desktop hiện nay, chúng thực sự là những chú tí hon. Những phiên bản chip đầu tiên sẽ có thể cạnh tranh trực tiếp với minidrive dung lượng từ 1GB đến 4GB. Sản phẩm mẫu sẽ đến tay người tiêu dùng vào năm tới, dẫu cho sản xuất đại trà phải chờ tới năm 2006.

"Công việc không của riêng ai"

Kích hoạt mọi phân tử chính là ý tưởng của ZettaCore, một doanh nghiệp mới nổi có trụ sở tại Denver.

Về bản chất, bộ nhớ máy tính lưu giữ dữ liệu giống như cách bọt biển thấm nước. Và cũng hoàn toàn tương tự như miếng bọt biển nhà bạn vẫn dùng, không phải mọi phân tử bên trong đều phát huy hết công suất và tiềm năng của nó.

Công nghệ của ZettaCore cho phép thiết lập một quần thể phân tử có khả năng ngăn giữ hoặc phóng thích tới 8 electron. Tuỳ thuộc vào số electron được giữ lại, các phân tử sẽ phát ra tần số điện áp khác nhau và đây chính là dữ liệu. Mỗi một phân tử có thể đại diện cho 4 bit dữ liệu, so với mức 2 bit của đa số các con chip nhớ động trên thị trường hiện nay.

‘’Quy tắc hoạt động thì giống nhau, song sự khác biệt cơ bản nằm ở lượng điện tích bên trong một khu vực bất kỳ. Ở ZettaCore, mọi phân tử đều phải cống hiến và hoạt động như nhau’’, Randy Levine, CEO của hãng, giảng viên môn vật lý học thiên thể tại đại học Harvard cho biết. Với công nghệ của Nanochip, người sử dụng có thể lưu trữ nhiều dữ liệu hơn trong một không gian nhỏ hơn, còn nhà sản xuất lại tiết kiệm được chi phí không nhỏ trong quá trình sản xuất. Còn với công nghệ của ZettaCore, các phân tử đẩy và hút lẫn nhau dưới sự chi phối chủ đạo của lực hoá học, thay vì lực vật lý, từ đó quyết định đến thiết kế của con chip. Mỗi quần thể phân tử chứa tới hàng trăm nguyên tử. Chúng vẫn giữ lại được điện tích sau khi máy tính đã tắt và nhờ vậy có thể dùng để thay thế bộ nhớ động hay bộ nhớ chuẩn DRAM.

Có lẽ trong số các công ty đang nghiên cứu về lĩnh vực này, ZettaCore tỏ ra hùng mạnh nhất về lực lượng nhân sự. Do các giáo sư của hai trường Đại học Bắc Carolina và California thành lập, ZettaCore đã nhận được tới 23 triệu USD từ riêng Draper Fisher Jurvetson và Intel Capital, còn hội đồng quản trị của hãng bao gồm cả những tên tuổi lừng danh như Vinod Khosla và Les Vadasz.

Liệu bò có thành... cổ phiếu?
 
Trở lại trường hợp của NanoMagnetics đã đề cập ở trên. Huyết cầu được lấy từ nguồn động vật mà ở đây là từ bò cái. Về kích thước, ferritin tương đối nhỏ. Một huyết cầu có đường kính 12 nanomet, còn đường kính bên trong là 8 nano. Để tiện so sánh, bạn có thể hình dung một con virus AIDS có đường kính khoảng 50 nanommet. Hiện NanoMagnetics cũng đang tìm cách sử dụng protein hệ thống miễn dịch DNA (DPS) với kích thước còn nhỏ hơn nữa, để làm vật trung gian chuyên chở.

Mục tiêu lúc này của hãng là bắt tay cùng các doanh nghiệp đã có tiếng để có thể biến công nghệ bộ nhớ sinh hoá thành sản phẩm hoàn thiện. Từ giờ đến cuối năm nay, rất có thể nhiều thoả thuận hợp tác sẽ được ký kết và sản phẩm sẽ có mặt trên thị trường vào khoảng cuối năm 2006. Một nhà sản xuất lớn của châu Á hiện đang thử nghiệm công nghệ này. Ngoài ra, theo giám đốc điều hành Mayes thì huyết tương bò còn có thể được dùng để tạo ra những con chip nhiều GB với kích thước cực nhỏ, cho phép điện thoại di động lưu được cả phim lẫn show truyền hình.

Cầm Thi  (Theo CNET)