Prečo je pamäť RAM prchavá?

Počítačová pamäť RAM je nestále; všetko, čo je v ňom uložené, zmizne, akonáhle je elektrická energia vypnutá. Prečo je počítačová pamäť RAM prchavá? Čítajte ďalej, keď skúmame fyziku budovania vysokorýchlostnej počítačovej pamäte. 

Dnešná relácia otázok a odpovedí sa k nám pridelí zdvorilosťou SuperUser - podskupiny Stack Exchange, zoskupenia webových stránok typu Q & A.

Otázka

Čítač SuperUser Chintan Trivedi je zvedavý, prečo práve počítač RAM musí byť volatilný:

Ak by bola počítačová pamäť RAM neprchavá ako ostatné typy trvalého ukladania dát, potom by neexistovala taká vec, ako je čas spustenia. Tak prečo nie je možné mať nestály modul ram? Ďakujem.

Aj keď existujú typy neustálej pamäte RAM (označované ako NVRAM a nájdené vo všetkých druhoch aplikácií, ako je ukladanie dát vo vašom Wi-Fi routere), Chintan sa konkrétne odvoláva na typ pamäte RAM nájdenej v počítačoch. Čo presne zabraňuje používaniu NVRAM v našich stolných a prenosných počítačoch?

Odpoveď

Superpočítač MSalters ponúka určitý pohľad na to, ako nemôžeme uniknúť fyzickým obmedzeniam (akokoľvek mikroskopické) na hardvéri:

Hlboko je to kvôli fyzike.

Každá energeticky nezávislá pamäť musí uložiť svoje bitové kódy v dvoch stavoch, ktoré medzi sebou majú veľkú energetickú bariéru, alebo inak by mal najmenší vplyv bit. Ale pri písaní tejto pamäte musíme aktívne prekonať túto energetickú bariéru.

Dizajnéri majú dosť slobodu pri vytváraní týchto energetických bariér. Nastavte ju na nízku hodnotu 0. 1, a dostanete pamäť, ktorá sa dá veľa prepísať bez toho, aby ste vytvorili veľa tepla: rýchle a nestále. Nastavte energetickú bariéru vysoko 0 | 1 a bity zostanú takmer navždy, alebo až vyčerpáte energiu.

DRAM používa malé únikové kondenzátory. Väčšie kondenzátory by mohli uniknúť menej, byť menej volatilné, ale trvať dlhšie na nabíjanie.

Flash používa elektróny, ktoré sú strieľané vysokým napätím do izolátora. Energetická bariéra je taká vysoká, že ju nemôžete kontrolovať; jediný spôsob je vyčistiť celý blok bitov.

Inými slovami, jediný spôsob, ako urobiť RAM tak vysokú rýchlosť, ako ju potrebujeme pre moderné počítačové operácie, je udržať odpor medzi zmenami stavu extrémne nízkymi (a tým robiť RAM prchavé a náchylné na vymazanie dát v tvár výpadku napájania ).

Máte niečo doplniť vysvetlenie? Vyjadrite sa v komentároch. Chcete sa dozvedieť viac odpovedí od iných používateľov technickej úrovne Stack Exchange? Pozrite sa na celý diskusný príspevok tu.