Dlaczego pamięć RAM musi być ulotna?

Pamięć RAM komputera jest ulotna; wszystko, co jest w nim przechowywane, znika, gdy tylko prąd zostanie wyłączony. Dlaczego dokładnie pamięć RAM komputera jest niestabilna? Czytaj dalej, gdy badamy fizykę budowania szybkiej pamięci komputerowej.

Dzisiejsza sesja pytań i odpowiedzi przychodzi do nas dzięki uprzejmości SuperUser — pododdziału Stack Exchange, społecznościowej grupy witryn internetowych z pytaniami i odpowiedziami.

Pytanie

Czytnik SuperUser Chintan Trivedi jest ciekawy, dlaczego dokładnie pamięć RAM komputera musi być ulotna:

Jeśli pamięć RAM komputera miała być nieulotna, tak jak inne trwałe pamięci masowej? [types], wtedy nie byłoby czegoś takiego jak czas rozruchu. Dlaczego więc nie jest możliwe posiadanie nieulotnego modułu pamięci RAM? Dziękuję Ci.

Chociaż istnieją rodzaje nieulotnej pamięci RAM (określanej jako NVRAM i znajdującej się w różnego rodzaju aplikacjach, takich jak przechowywanie danych w routerze Wi-Fi), Chintan odnosi się konkretnie do typu pamięci RAM znajdującej się w komputerach PC. Co dokładnie powstrzymuje nas przed używaniem pamięci NVRAM w naszych komputerach stacjonarnych i notebookach?

Odpowiedź

Współtwórca SuperUser MSalters oferuje wgląd w to, jak nie możemy uciec od fizycznych ograniczeń (niezależnie od skali mikroskopowej) sprzętu:

W głębi duszy jest to spowodowane fizyką.

Każda pamięć nieulotna musi przechowywać swoje bity w dwóch stanach, które mają między sobą dużą barierę energetyczną, w przeciwnym razie najmniejszy wpływ zmieni bit. Ale pisząc do tej pamięci, musimy aktywnie pokonać tę barierę energetyczną.

Projektant ma dużą swobodę w ustalaniu tych barier energetycznych. Ustaw to nisko0 . 1, i otrzymujesz pamięć, którą można wielokrotnie przepisywać bez generowania dużej ilości ciepła: szybko i niestabilnie. Ustaw barierę energetyczną wysoko0 | 1a kawałki pozostaną prawie na zawsze, lub dopóki nie wydasz poważnej energii.

DRAM wykorzystuje małe kondensatory, które przeciekają. Większe kondensatory będą mniej przeciekały, byłyby mniej lotne, ale ładowanie trwałoby dłużej.

Flash wykorzystuje elektrony, które są wystrzeliwane pod wysokim napięciem do izolatora. Bariera energetyczna jest tak wysoka, że ​​nie da się ich wydostać w kontrolowany sposób; jedynym sposobem jest oczyszczenie całego bloku bitów.

Innymi słowy, jedynym sposobem, aby pamięć RAM była tak szybka, jaka jest potrzebna do nowoczesnych operacji komputerowych, jest utrzymywanie bardzo niskiej odporności między zmianami stanu (a tym samym sprawienie, aby pamięć RAM była niestabilna i podatna na wymazanie danych w obliczu utraty zasilania ).

Masz coś do dodania do wyjaśnienia? Dźwięk w komentarzach. Chcesz przeczytać więcej odpowiedzi od innych doświadczonych technologicznie użytkowników Stack Exchange?Sprawdź pełny wątek dyskusji tutaj.