0:00:06.879,0:00:09.939
In vele opzichten is het geheugen [br]wat ons maakt tot wie we zijn:

0:00:09.939,0:00:12.129
het helpt ons herinneringen [br]terug te halen,

0:00:12.129,0:00:13.909
vaardigheden te leren en onthouden

0:00:13.909,0:00:16.083
en plannen te maken voor de toekomst.

0:00:16.083,0:00:19.816
En voor computers die vaak fungeren[br]als een verlengstuk van onszelf

0:00:19.816,0:00:22.016
speelt geheugen vrijwel dezelfde rol.

0:00:22.016,0:00:23.581
Zij het een twee-urige film,

0:00:23.581,0:00:25.273
een tekstbestand van twee woorden,

0:00:25.273,0:00:28.043
ofwel de instructies [br]om deze bestanden te openen;

0:00:28.043,0:00:30.113
alles in een computergeheugen

0:00:30.113,0:00:33.372
is opgebouwd uit basiselementen die bits

0:00:33.372,0:00:35.456
of binaire cijfers heten.

0:00:35.846,0:00:38.497
Elk van hen is opgeslagen[br]in een geheugencel

0:00:38.497,0:00:42.315
die schakelt tussen twee toestanden [br]voor twee mogelijke waarden;

0:00:42.315,0:00:43.947
nul en één.

0:00:43.947,0:00:47.177
Documenten en programma's [br]bevatten miljoenen van deze bits,

0:00:47.177,0:00:50.338
die allemaal verwerkt zijn [br]in de centrale verwerkingseenheid,

0:00:50.338,0:00:51.556
of CPU,

0:00:51.556,0:00:54.026
die fungeert als [br]het brein van de computer.

0:00:54.026,0:00:57.181
Naarmate het aantal bits[br]dat moet worden verwerkt

0:00:57.181,0:00:58.671
exponentieel toeneemt,

0:00:58.671,0:01:01.532
rivaliseren computerontwerpers [br]continu met elkaar

0:01:01.532,0:01:05.395
om het formaat,[br]de kostprijs en de processorsnelheid.

0:01:05.995,0:01:08.616
Net als wij hebben computers [br]een kortetermijngeheugen

0:01:08.616,0:01:10.216
om directe taken uit te voeren

0:01:10.216,0:01:13.477
en een langetermijngeheugen [br]om bestanden permanent op te slaan.

0:01:13.647,0:01:15.277
Wanneer je een programma draait,

0:01:15.277,0:01:18.950
wijst je besturingssysteem het gebied [br]toe in het kortetermijngeheugen

0:01:18.950,0:01:20.845
om die instructies uit te voeren.

0:01:20.845,0:01:24.392
Als je bijvoorbeeld een toets indrukt[br]in een tekstverwerker,

0:01:24.392,0:01:30.546
heeft de CPU toegang tot een van [br]deze locaties om databits op te halen.

0:01:30.546,0:01:34.191
Ze kan die ook bewerken [br]of nieuwe databits creëren.

0:01:34.191,0:01:38.438
De tijdsduur hiervan wordt[br]de latentie van het geheugen genoemd.

0:01:39.098,0:01:43.801
En omdat programma-instructies snel [br]en continu verwerkt moeten worden

0:01:43.801,0:01:46.463
zijn alle locaties[br]in het kortetermijngeheugen

0:01:46.463,0:01:48.563
willekeurig toegankelijk,

0:01:48.563,0:01:51.504
vandaar de naam [br]'willekeurig toegankelijk geheugen'.

0:01:51.504,0:01:55.900
Het meest voorkomende type RAM [br]is dynamische RAM of DRAM.

0:01:55.900,0:02:00.989
Daar bevat elke geheugencel [br]een minuscule transistor en condensator

0:02:00.989,0:02:02.987
die elektrische ladingen opslaan,

0:02:02.987,0:02:07.465
een nul als er geen lading is, [br]of een één als er wel lading is.

0:02:07.465,0:02:09.287
Men noemt dit dynamisch geheugen

0:02:09.287,0:02:13.120
omdat het enkel voor korte tijd [br]ladingen vasthoudt voordat ze weglekken,

0:02:13.120,0:02:16.579
waardoor ze periodiek opgeladen [br]moeten worden om data te behouden.

0:02:16.579,0:02:20.006
Maar zelfs zijn lage latentie [br]van 100 nanoseconden

0:02:20.006,0:02:22.651
duurt te lang voor moderne CPUs,

0:02:22.651,0:02:26.563
en dus is er ook een klein, [br]razendsnel ingebouwd cache-geheugen

0:02:26.563,0:02:28.513
gemaakt van statistische RAM.

0:02:28.513,0:02:31.562
Dat bestaat meestal uit [br]zes gekoppelde transistoren

0:02:31.562,0:02:33.484
die niet ververst hoeven te worden.

0:02:33.484,0:02:36.779
SRAM is het snelste geheugen[br]in een computersysteem

0:02:36.779,0:02:38.680
maar ook het duurste,

0:02:38.680,0:02:42.414
en het neemt drie keer zoveel [br]ruimte in beslag dan DRAM.

0:02:42.414,0:02:46.407
Maar RAM en cache kunnen alleen data [br]vasthouden zolang ze onder spanning staan.

0:02:46.407,0:02:49.495
Om data te behouden[br]wanneer het apparaat uitstaat,

0:02:49.495,0:02:53.005
moet het worden overgezet naar[br]een lange-termijn opslagmedium,

0:02:53.005,0:02:55.291
dat beschikbaar is [br]in drie hoofdcategorieën.

0:02:55.291,0:02:57.739
Bij magnetische opslag, [br]de goedkoopste methode,

0:02:57.739,0:03:00.180
is data opgeslagen [br]in magnetische patronen

0:03:00.180,0:03:03.560
op een ronddraaiende schijf die voorzien [br]is van een laag magneetfolie.

0:03:03.560,0:03:06.963
Maar omdat de schijf moet roteren[br]naar waar de data zich bevindt,

0:03:06.963,0:03:08.381
opdat ze gelezen kan worden,

0:03:08.381,0:03:14.130
is de latentie voor zulke schijven [br]100.000 keer trager dan die van DRAM.

0:03:14.380,0:03:18.496
Optische opslagmedia daarentegen, [br]zoals dvd's en blu-ray

0:03:18.496,0:03:20.641
maken ook gebruik [br]van ronddraaiende schijven,

0:03:20.641,0:03:22.613
maar die bevatten een reflecterende laag.

0:03:22.613,0:03:25.409
Bits zijn gecodeerd als[br]lichte en donkere vlekken

0:03:25.409,0:03:28.219
door middel van een kleurstof,[br]die een laser kan aflezen.

0:03:28.219,0:03:31.151
Hoewel optische opslagmedia [br]goedkoop en verwijderbaar zijn,

0:03:31.151,0:03:34.558
bevatten ze zelfs tragere latenties [br]dan magnetische opslag

0:03:34.558,0:03:36.806
en ook een lagere capaciteit.

0:03:37.116,0:03:41.041
Tot slot is er de nieuwste[br]en snelste langetermijnopslag:

0:03:41.041,0:03:42.771
solid state drives,

0:03:42.771,0:03:44.025
zoals USB-sticks.

0:03:44.025,0:03:45.957
Die bevatten geen bewegende delen

0:03:45.957,0:03:48.797
maar gebruiken zwevende poorttransistoren

0:03:48.797,0:03:53.134
die bits opslaan door elektrische [br]ladingen te vangen of te verwijderen

0:03:53.134,0:03:56.933
binnen hun speciaal [br]ontworpen interne structuren.

0:03:56.933,0:03:59.969
Hoe betrouwbaar zijn [br]deze miljarden bits dan?

0:03:59.969,0:04:03.463
We zijn geneigd te denken dat [br]computergeheugen stabiel en permanent is,

0:04:03.463,0:04:06.133
maar eigenlijk verslechtert [br]het tamelijk snel.

0:04:06.133,0:04:09.000
De warmteproductie van[br]een apparaat en zijn omgeving

0:04:09.000,0:04:11.739
zal uiteindelijk harde [br]schijven demagnetiseren,

0:04:11.739,0:04:13.991
de kleurstof aantasten in optische media

0:04:13.991,0:04:17.115
en een spanningslek veroorzaken[br]in zwevende poorten.

0:04:17.115,0:04:20.081
Solid-state drives hebben [br]nog een bijkomend zwak punt.

0:04:20.081,0:04:24.095
Het herhaaldelijk overschrijven naar [br]zwevende poorttransistoren tast ze aan,

0:04:24.095,0:04:26.705
waardoor ze uiteindelijk [br]onbruikbaar worden.

0:04:26.705,0:04:29.215
Gezien data op de meeste[br]recente opslagmedia

0:04:29.215,0:04:31.958
een levensverwachting heeft[br]van minder dan tien jaar,

0:04:31.958,0:04:36.333
werken wetenschappers eraan om [br]de fysieke eigenschappen van materialen

0:04:36.333,0:04:38.449
op kwantum-niveau te benutten

0:04:38.449,0:04:40.248
in de hoop om geheugenmedia

0:04:40.248,0:04:43.263
sneller, kleiner en duurzamer te maken.

0:04:43.459,0:04:46.545
Voorlopig blijft[br]onsterfelijkheid onbereikbaar

0:04:46.545,0:04:48.965
voor zowel mens als computer.