여러 면에서 기억은 우리의 정체성을 만들고
우리의 과거를 기억하고
기술을 배우고 유지하고
미래를 위한 계획을 세우도록 도와줍니다.
종종 우리의 확장자 역할을 하는 컴퓨터에 대해
메모리도 비슷한 역할을 합니다.
두 시간 짜리 영화든
두 단어로 된 글이든
둘 중 하나를 열기 위한 명령이든
컴퓨터 메모리는 비트 또는
이진숫자로 된 기본 단위의 형태를 취합니다.
기억 소자에 저장되는 이것은
두 가지 숫자 상태를 바꿀 수 있습니다.
0과 1이죠.
파일과 프로그램은 수백만 개의 비트로 구성되고
중앙처리장치 또는 CPU에서
모두 처리되는데 CPU는
컴퓨터에서 뇌의 역할을 합니다.
처리할 비트 수가 기하급수적으로 늘어나므로
컴퓨터 디자이너들은
크기, 가격, 속도 사이에서 늘 고민합니다.
우리처럼 컴퓨터는 즉각적인 일을 하기 위한 단기기억을 갖고 있고
영구적인 저장을 위한 장기기억도 있습니다.
프로그램을 운영할 때
운영체제는 지시를 실행하기 위해
단기기억 안에서 부분을 할당합니다.
예를 들면, 문서 처리기에서 키를 누를 때
CPU는 데이터의 비트를 검색하기위해 이런 장소 중 하나에 접속합니다.
그것을 수정하거나 새것을 만들 수도 있습니다.
이일을 하는데 걸리는 시간은 메모리 대기 시간이라고 합니다.
프로그램 지시를 빠르게 계속 처리해야 하기 때문에
단기기억 메모리 안에 있는 모든 장소들은 순서에 상관없이 접속할 수 있습니다.
따라서 임의 추출 기억 장치이죠.
가장 일반적인 램의 형태는 동적 램 또는 DRAM입니다.
각각의 기억소자는 작은 트렌지스터와 전기 충전을 저장할 수 있는
축전기로 이루어져있고
충전 되지 않았을 때는 0이고 충전 되었을 때는 1입니다.
이런 메모리를 동적이라고 하는데
방전되기 전에 전하를 유지하는 시간이 짧고
데이터를 유지하기 위해 주기적인 충전을 요구하기 때문이죠.
그러나 100 나노 초의 짧은 대기시간에도
현대 CPU로서는 매우 깁니다.
그래서 작고 고속의 내부 메모리 캐시가 있는데
스태틱 램으로 만들어졌죠.
보통 6개의 맞물린 트랜지스터로 이루어져 있습니다.
재생할 필요가 없죠.
SRAM은 컴퓨터 시스템에서 가장 빠른 메모리지만
또한 가장 비쌉니다.
DRAM보다 3배 더 많은 공간을 차지하죠.
그러나 램과 캐시는 전원이 있을 때만 데이터가 유지됩니다.
장치가 꺼졌을 때 데이터를 유지하려면
장기기억 저장 장치로 바뀌어야 합니다.
그것은 3개의 주요한 형태가 있죠.
가장 싼 자기 저장장치에서
데이터는 회전하는 디스크에 자석 필름으로 코팅된 자기 패턴 형태로 저장됩니다.
그러나 데이터를 읽기 위해서는 저장된 위치로
회전해야 하기 때문에
이런 장치들의 대기시간은 DRAM보다 100,000배 느립니다.
반면에 DVD와 블루레이같은 광학식 저장장치는
회전하는 디스크를 사용하지만
반사 코팅으로 되어 있습니다.
비트는 레이저로 읽히는 염료를 이용한 밝은색과 어두운 색으로 부호화됩니다.
광학식 저장 매체는 싸고 이동가능한 반면에
자기 기억 장치보다 대기시간이 느리고
용량도 낮습니다.
끝으로 가장 새롭고 빠른 장기 기억 저장장치는 플래시 스틱 같은
SSD입니다.
움직이는 부분이 없는 대신에
플로팅 게이트 트랜지스터를 사용합니다.
특별하게 디자인된 내부 구조 안에서
전하를 가두거나 제거해서 비트를 저장하죠.
수십 억개의 비트를 어떻게 신뢰할 수 있을까요?
우리는 컴퓨터 메모리가 안정적이고 영구적이라고 생각하는데
사실 그건 상당히 빠르게 퇴화됩니다.
장치와 그 환경에서 만들어진 열은
결국 하드 드라이브에서 자기를 없애고
광학 매체에서 염색제를 분해시킵니다.
그리고 플로팅 게이트에서 전하 누출을 일으킵니다.
SSD는 단점이 하나 더 있습니다.
플로팅 게이트 트랜지스터에 반복해서 기록하면 부식을 일으켜
결국 쓸모 없게 만듭니다.
현재 저장 매체의 데이터는
10년 이하의 기대 수명을 갖고
과학자들은 양자 수준에서
물질의 물리적 속성을 이용하여
메모리 장치를 더 빠르게
더 작게
내구성을 더 좋게 하려고 노력합니다.
현재로는 여전히 인간과 컴퓨터 모두 영원함은 무리입니다.