Sok tekintetben a memóriánktól vagyunk olyanok, amilyenek vagyunk.
Segít emlékezni, tanulni,
megőrizni szakértelmünket
és tervezni a jövőt.
A számítógépben, amely gyakran olyan, mintha önmagunk kiterjesztése lenne,
a memória ugyanezt a célt szolgálja,
legyen az kétórás mozi,
kétszavas szövegfájl,
vagy az utasítások, amelyekkel elérhetjük ezek bármelyikét.
A számítógép memóriájában minden a bitnek nevezett alapegység formáját ölti.
A bit a BInary digiT rövidítése.
Ezeket memóriacellákban tárolják,
amelyeknek két állapotuk, két értékük lehet:
a 0 és az 1.
A fájlok és programok milliónyi ilyen bitből állnak,
amelyeket a központi feldolgozó egység,
a CPU, a processzor dolgoz föl.
A számítógépnek ez az agya.
Mivel a földolgozandó bitek száma exponenciálisan nő,
a géptervezők állandóan
a mérettel, költséggel és a sebességgel küzdenek.
Akárcsak nekünk, a gépeknek is van rövidtávú memóriájuk azonnali feladatokra,
és hosszútávú memóriájuk a tartósabb tárolásra.
Amikor programot futtatunk,
az operációs rendszer helyet allokál a rövidtávú memóriában
az utasítások végrehajtásához.
Pl. ha lenyomunk egy billentyűt a szövegszerkesztőben,
a processzor odanyúl az egyik ilyen helyhez, hogy kiolvassa az adatbiteket.
Módosíthatja is őket, vagy újakat képezhet.
Az ehhez szükséges idő a memóriakésleltetés
Mivel a programutasításokat gyorsan és folyamatosan kell feldolgozni,
a rövidtávú memóriában minden helyhez tetszőleges sorrendben el lehet jutni.
így a neve: véletlen elérésű memória, RAM.
A RAM leggyakoribb fajtája a dinamikus RAM, a DRAM.
Itt minden memóriacella egy pici tranzisztorból és kondenzátorból áll,
ez tárolja az elektromos töltést:
0 értékű, ha nincs töltése, vagy 1 értékű, ha töltött állapotú.
Dinamikusnak azért nevezik,
mert csak rövid ideig tárolja a töltést, amely aztán elszivárog,
az adatok megtartásához folyton tölteni kell.
De még a 100 nanoszekundum rövidségű késleltetési idő is
túl hosszú a modern CPU-nak,
ezért létezik egy kicsi, nagy sebességű átmeneti gyorstároló, a cache,
ami statikus RAM-ból készül.
Általában 6 összekapcsolt tranzisztorból készül.
amelyeket nem kell frissíteni.
A SRAM a leggyorsabb memória,
de egyben a legdrágább,
és háromszor akkora hely kell neki, mint a DRAM-nak.
A RAM és a gyorstároló csak addig tárol, amíg feszültség alatt van.
Hogy az adatok kikapcsolás után is megmaradjanak,
át kell őket tölteni a tartós tárolóba.
Három fajtája létezik.
A mágnestároló a legolcsóbb,
Benne az adatot mágneses minták alakjában, mágneses bevonatú forgó diszken tárolják.
Mivel a lemeznek az adattárolás helyére kell fordulnia
a kiolvasáshoz,
a késleltetésük 100 000-szer hosszabb, mint a DRAM-oké.
Vannak az optikai tárolók is, mint pl. a DVD és a Blu-ray,
ezek szintén forgó lemezeket használnak,
ezek fényvisszaverő anyaggal vannak bevonva.
A biteket lézerrel olvasható festékkel világos-sötét foltokba kódolják.
Az optikai tárolók olcsók és kivehetők,
de még hosszabb késleltetésűek, mint a mágneses tárolók,
és a kapacitásuk is kisebb.
A tartós tárolók legújabb és leggyorsabb fajtája a szilárdtest-meghajtó [SSD],
pl. az USB-flash-tároló.
Nincsenek mozgó részei,
lebegőkapus [FGMOS] tranzisztorok vannak benne.
Ezek úgy tárolják a biteket, hogy elfogják vagy elengedik a töltéseket
a különlegesen kialakított belsejükben.
Mennyire megbízható ez a milliárdnyi bit?
Hajlamosak vagyunk föltételezni, hogy a gépek memóriája stabil és állandó,
ám elég rohamosan leromlik.
A gép melegedése és a környezetből származó hő
elrontja a merevlemez mágnesezettségét,
tönkreteszi az optikai lemezek festékét,
és az FGMOS-ban töltésvesztést okoz.
A szilárdtest-meghajtóknak [SSD] is megvan a gyenge oldaluk.
A gyakori írás hatására az FGMOS tranzisztorok korrodálódnak,
végül tönkremennek.
Minthogy a legtöbb jelenlegi tárolóeszköz várható élettartama
kevesebb mint 10 év,
a kutatók igyekeznek minél jobban kiaknázni az anyagok tulajdonságait,
egészen kvantumszintig,
azt remélve, hogy a tárolóeszközök
gyorsabbak, kisebbek
és tartósabbak lesznek.
Mind az emberek, mind a számítógépek halhatatlansága egyelőre elérhetetlen.