Return to Video

Hoe computergeheugen werkt - Kanawat Senanan

  • 0:07 - 0:10
    In vele opzichten is het geheugen
    wat ons maakt tot wie we zijn:
  • 0:10 - 0:12
    het helpt ons herinneringen
    terug te halen,
  • 0:12 - 0:14
    vaardigheden te leren en onthouden
  • 0:14 - 0:16
    en plannen te maken voor de toekomst.
  • 0:16 - 0:20
    En voor computers die vaak fungeren
    als een verlengstuk van onszelf
  • 0:20 - 0:22
    speelt geheugen vrijwel dezelfde rol.
  • 0:22 - 0:24
    Zij het een twee-urige film,
  • 0:24 - 0:25
    een tekstbestand van twee woorden,
  • 0:25 - 0:28
    ofwel de instructies
    om deze bestanden te openen;
  • 0:28 - 0:30
    alles in een computergeheugen
  • 0:30 - 0:33
    is opgebouwd uit basiselementen die bits
  • 0:33 - 0:35
    of binaire cijfers heten.
  • 0:36 - 0:38
    Elk van hen is opgeslagen
    in een geheugencel
  • 0:38 - 0:42
    die schakelt tussen twee toestanden
    voor twee mogelijke waarden;
  • 0:42 - 0:44
    nul en één.
  • 0:44 - 0:47
    Documenten en programma's
    bevatten miljoenen van deze bits,
  • 0:47 - 0:50
    die allemaal verwerkt zijn
    in de centrale verwerkingseenheid,
  • 0:50 - 0:52
    of CPU,
  • 0:52 - 0:54
    die fungeert als
    het brein van de computer.
  • 0:54 - 0:57
    Naarmate het aantal bits
    dat moet worden verwerkt
  • 0:57 - 0:59
    exponentieel toeneemt,
  • 0:59 - 1:02
    rivaliseren computerontwerpers
    continu met elkaar
  • 1:02 - 1:05
    om het formaat,
    de kostprijs en de processorsnelheid.
  • 1:06 - 1:09
    Net als wij hebben computers
    een kortetermijngeheugen
  • 1:09 - 1:10
    om directe taken uit te voeren
  • 1:10 - 1:13
    en een langetermijngeheugen
    om bestanden permanent op te slaan.
  • 1:14 - 1:15
    Wanneer je een programma draait,
  • 1:15 - 1:19
    wijst je besturingssysteem het gebied
    toe in het kortetermijngeheugen
  • 1:19 - 1:21
    om die instructies uit te voeren.
  • 1:21 - 1:24
    Als je bijvoorbeeld een toets indrukt
    in een tekstverwerker,
  • 1:24 - 1:31
    heeft de CPU toegang tot een van
    deze locaties om databits op te halen.
  • 1:31 - 1:34
    Ze kan die ook bewerken
    of nieuwe databits creëren.
  • 1:34 - 1:38
    De tijdsduur hiervan wordt
    de latentie van het geheugen genoemd.
  • 1:39 - 1:44
    En omdat programma-instructies snel
    en continu verwerkt moeten worden
  • 1:44 - 1:46
    zijn alle locaties
    in het kortetermijngeheugen
  • 1:46 - 1:49
    willekeurig toegankelijk,
  • 1:49 - 1:52
    vandaar de naam
    'willekeurig toegankelijk geheugen'.
  • 1:52 - 1:56
    Het meest voorkomende type RAM
    is dynamische RAM of DRAM.
  • 1:56 - 2:01
    Daar bevat elke geheugencel
    een minuscule transistor en condensator
  • 2:01 - 2:03
    die elektrische ladingen opslaan,
  • 2:03 - 2:07
    een nul als er geen lading is,
    of een één als er wel lading is.
  • 2:07 - 2:09
    Men noemt dit dynamisch geheugen
  • 2:09 - 2:13
    omdat het enkel voor korte tijd
    ladingen vasthoudt voordat ze weglekken,
  • 2:13 - 2:17
    waardoor ze periodiek opgeladen
    moeten worden om data te behouden.
  • 2:17 - 2:20
    Maar zelfs zijn lage latentie
    van 100 nanoseconden
  • 2:20 - 2:23
    duurt te lang voor moderne CPUs,
  • 2:23 - 2:27
    en dus is er ook een klein,
    razendsnel ingebouwd cache-geheugen
  • 2:27 - 2:29
    gemaakt van statistische RAM.
  • 2:29 - 2:32
    Dat bestaat meestal uit
    zes gekoppelde transistoren
  • 2:32 - 2:33
    die niet ververst hoeven te worden.
  • 2:33 - 2:37
    SRAM is het snelste geheugen
    in een computersysteem
  • 2:37 - 2:39
    maar ook het duurste,
  • 2:39 - 2:42
    en het neemt drie keer zoveel
    ruimte in beslag dan DRAM.
  • 2:42 - 2:46
    Maar RAM en cache kunnen alleen data
    vasthouden zolang ze onder spanning staan.
  • 2:46 - 2:49
    Om data te behouden
    wanneer het apparaat uitstaat,
  • 2:49 - 2:53
    moet het worden overgezet naar
    een lange-termijn opslagmedium,
  • 2:53 - 2:55
    dat beschikbaar is
    in drie hoofdcategorieën.
  • 2:55 - 2:58
    Bij magnetische opslag,
    de goedkoopste methode,
  • 2:58 - 3:00
    is data opgeslagen
    in magnetische patronen
  • 3:00 - 3:04
    op een ronddraaiende schijf die voorzien
    is van een laag magneetfolie.
  • 3:04 - 3:07
    Maar omdat de schijf moet roteren
    naar waar de data zich bevindt,
  • 3:07 - 3:08
    opdat ze gelezen kan worden,
  • 3:08 - 3:14
    is de latentie voor zulke schijven
    100.000 keer trager dan die van DRAM.
  • 3:14 - 3:18
    Optische opslagmedia daarentegen,
    zoals dvd's en blu-ray
  • 3:18 - 3:21
    maken ook gebruik
    van ronddraaiende schijven,
  • 3:21 - 3:23
    maar die bevatten een reflecterende laag.
  • 3:23 - 3:25
    Bits zijn gecodeerd als
    lichte en donkere vlekken
  • 3:25 - 3:28
    door middel van een kleurstof,
    die een laser kan aflezen.
  • 3:28 - 3:31
    Hoewel optische opslagmedia
    goedkoop en verwijderbaar zijn,
  • 3:31 - 3:35
    bevatten ze zelfs tragere latenties
    dan magnetische opslag
  • 3:35 - 3:37
    en ook een lagere capaciteit.
  • 3:37 - 3:41
    Tot slot is er de nieuwste
    en snelste langetermijnopslag:
  • 3:41 - 3:43
    solid state drives,
  • 3:43 - 3:44
    zoals USB-sticks.
  • 3:44 - 3:46
    Die bevatten geen bewegende delen
  • 3:46 - 3:49
    maar gebruiken zwevende poorttransistoren
  • 3:49 - 3:53
    die bits opslaan door elektrische
    ladingen te vangen of te verwijderen
  • 3:53 - 3:57
    binnen hun speciaal
    ontworpen interne structuren.
  • 3:57 - 4:00
    Hoe betrouwbaar zijn
    deze miljarden bits dan?
  • 4:00 - 4:03
    We zijn geneigd te denken dat
    computergeheugen stabiel en permanent is,
  • 4:03 - 4:06
    maar eigenlijk verslechtert
    het tamelijk snel.
  • 4:06 - 4:09
    De warmteproductie van
    een apparaat en zijn omgeving
  • 4:09 - 4:12
    zal uiteindelijk harde
    schijven demagnetiseren,
  • 4:12 - 4:14
    de kleurstof aantasten in optische media
  • 4:14 - 4:17
    en een spanningslek veroorzaken
    in zwevende poorten.
  • 4:17 - 4:20
    Solid-state drives hebben
    nog een bijkomend zwak punt.
  • 4:20 - 4:24
    Het herhaaldelijk overschrijven naar
    zwevende poorttransistoren tast ze aan,
  • 4:24 - 4:27
    waardoor ze uiteindelijk
    onbruikbaar worden.
  • 4:27 - 4:29
    Gezien data op de meeste
    recente opslagmedia
  • 4:29 - 4:32
    een levensverwachting heeft
    van minder dan tien jaar,
  • 4:32 - 4:36
    werken wetenschappers eraan om
    de fysieke eigenschappen van materialen
  • 4:36 - 4:38
    op kwantum-niveau te benutten
  • 4:38 - 4:40
    in de hoop om geheugenmedia
  • 4:40 - 4:43
    sneller, kleiner en duurzamer te maken.
  • 4:43 - 4:47
    Voorlopig blijft
    onsterfelijkheid onbereikbaar
  • 4:47 - 4:49
    voor zowel mens als computer.
Title:
Hoe computergeheugen werkt - Kanawat Senanan
Speaker:
Kanawat Senanan
Description:

Bekijk hier de volledige les: http://ed.ted.com/lessons/how-computer-memory-works-kanawat-senanan

In vele opzichten is het geheugen wat ons maakt tot wie we zijn: het helpt ons herinneringen terug te halen, vaardigheden te leren en onthouden, en plannen te maken voor de toekomst. Voor computers die vaak fungeren als een verlengstuk van onszelf, speelt geheugen vrijwel dezelfde rol. Kanawat Senanan legt uit hoe computergeheugen werkt.

Les door Kanawat Senanan, animatie door TED-Ed.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:05
Axel Saffran approved Dutch subtitles for How computer memory works
Axel Saffran accepted Dutch subtitles for How computer memory works
Tahlia Flora edited Dutch subtitles for How computer memory works
Axel Saffran declined Dutch subtitles for How computer memory works
Axel Saffran edited Dutch subtitles for How computer memory works
Tahlia Flora edited Dutch subtitles for How computer memory works
Tahlia Flora edited Dutch subtitles for How computer memory works
Tahlia Flora edited Dutch subtitles for How computer memory works
Show all

Dutch subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.