Trong cuộc đua giành lấy bộ nhớ nhanh hơn, hiệu quả hơn cho các thiết bị biên, SRAM (RAM tĩnh) vẫn là vua hiệu năng, nhưng lại ngốn rất nhiều silicon. DRAM (RAM động) mang lại mật độ cao hơn nhưng lại kém về độ trễ và khả năng tích hợp.
Giờ đây, một công ty khởi nghiệp của Israel, RAAAM Memory Technologies, tin rằng họ đã giải quyết được vấn đề nan giải lâu nay này với công nghệ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên Gain-Cell (GCRAM).
GCRAM được xem là cốt lõi giá trị của RAAAM. Đây là một kiến trúc mảng bộ nhớ kết hợp các khía cạnh của DRAM và SRAM đồng thời tránh được những thách thức về khả năng mở rộng của cả hai.
Được đánh giá là một giải pháp đột phá, cứu tinh cho nút thắt bộ nhớ trong kỷ nguyên AI, công nghệ GCRAM của Israel mang lại tiết kiệm diện tích silicon lên đến 50% và giảm tiêu thụ điện năng gấp 10 lần so với SRAM – hiện đang chiếm hơn 50% diện tích chip ở nhiều thiết kế tiên tiến.
Ảnh: RAAAM Memory Technologies
Robert Giterman - Đồng sáng lập kiêm Giám đốc điều hành tại RAAAM - khẳng định: "Giải pháp của chúng tôi hứa hẹn giải quyết nút thắt bộ nhớ trong chip AI tiên tiến nhờ cải thiện đáng kể mật độ bộ nhớ và giảm tiêu thụ điện so với SRAM".
Nếu thành công về mặt thương mại hóa, GCRAM không chỉ kéo dài định luật Moore cho bộ nhớ on-chip mà còn thay đổi cách thiết kế chip tương lai – nhỏ hơn, mạnh hơn, tiết kiệm năng lượng hơn.
Tạp chí kỹ thuật Mỹ AAC đánh giá cao về GCRAM. Tạp chỉ cho biết: "Điều làm nên sự khác biệt giữa GCRAM và các loại RAM tĩnh là các kỹ thuật mạch độc quyền của RAAAM nhằm cải thiện thời gian lưu giữ dữ liệu, giảm rò rỉ và quản lý các hiệu ứng nhiễu khi ghi. Những cải tiến này đã nâng tầm kiến trúc GCRAM từ một loại bộ nhớ chuyên dụng trở thành một ứng cử viên thay thế SRAM đa năng".
Tại sao GCRAM vượt trội hơn hẳn SRAM?
Trong hơn 60 năm qua, tiêu chuẩn cho bộ nhớ trên chip là SRAM. Tuy nhiên, công nghệ SRAM có những hạn chế về cấu trúc như nó đắt tiền, chiếm nhiều không gian và tiêu thụ điện năng ngay cả khi không hoạt động.
GCRAM của Israel thay đổi hoàn toàn cục diện "60 năm của SRAM" bằng thiết kế chỉ 3 transistor cho mỗi bit (gain-cell với cơ chế lưu trữ điện tích và refresh thông minh). Kết quả vượt trội:
- Tiết kiệm diện tích lên đến 50% (thậm chí 2x mật độ cao hơn ở một số triển khai) so với SRAM mật độ cao – nghĩa là chip có thể nhồi nhét nhiều bộ nhớ hơn trong cùng kích thước die, hoặc giảm kích thước chip để tiết kiệm chi phí sản xuất.
- Giảm tiêu thụ điện lên đến 10 lần, đặc biệt ở chế độ chờ (leakage power thấp hơn đáng kể) – rất quan trọng cho AI edge (Trí tuệ nhân tạo biên), thiết bị di động, ô tô tự lái và trung tâm dữ liệu, nơi điện năng là yếu tố quyết định chi phí và hiệu suất.
- Hiệu suất gần bằng SRAM: Đọc/ghi trong một chu kỳ clock, độ trễ thấp, độ bền cao, tốc độ nhanh tương đương SRAM – không hy sinh tốc độ để đổi lấy tiết kiệm.
- Tương thích hoàn toàn: Hoàn toàn phù hợp với quy trình CMOS chuẩn (không cần bước sản xuất đặc biệt hay chi phí thêm), có thể dùng như thay thế trực tiếp cho SRAM mà không thay đổi thiết kế lớn.
Ảnh: RAAAM Memory Technologies
Nhờ đó, GCRAM giải quyết memory wall – khoảng cách giữa sức mạnh tính toán và băng thông bộ nhớ – bằng cách tăng dung lượng cache on-chip, giảm truy cập bộ nhớ ngoài chậm và tốn điện, giúp chip AI mạnh hơn, tiết kiệm hơn và mở rộng dễ dàng hơn.
Hiện, RAAAM đã chứng minh thành công trên silicon thực tế ở nhiều node (từ 180nm đến 5nm FinFET của TSMC), đang hướng tới 2nm.
Sau khi huy động được 17,5 triệu USD cuối năm 2025 trong vòng gọi vốn Series A do gã khổng lồ chip NXP Semiconductors dẫn đầu, RAAAM hiện đang đẩy nhanh qualification và sản xuất hàng loạt.
Vòng gọi vốn này có sự tham gia của các nhà đầu tư kỳ cựu trong ngành như IAG Capital Partners, Quỹ Hội đồng Đổi mới Châu Âu (EIC), LiFTT, Alumni Ventures...
