Miksi RAM n on oltava haihtuvaa?

Tietokonemuisti on haihtuvaa; mikä se on tallennettu siihen, se katoaa heti, kun sähkö on kytketty pois päältä. Miksi tietokoneen RAM-muisti on kuitenkin epävakaa? Lue, kun tutkimme nopeiden tietokonemuistien rakentamisen fysiikkaa. 

Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUserin - Stack Exchange -alueen, yhteisöpohjaisen Q & A-sivustojen ryhmittymän - kautta..

Kysymys

SuperUser-lukija Chintan Trivedi on utelias, miksi tietokoneen RAM-muistin on oltava epävakaa:

Jos tietokoneen RAM-muistin pitäisi olla haihtumaton kuin muut pysyvät tallennustilat [tyypit], niin ei olisi sellaista asiaa kuin käynnistysaika. Miksi sitten ei ole mahdollista olla haihtumaton ram-moduuli? Kiitos.

Vaikka on olemassa erilaisia ​​haihtumattomia RAM-muistia (jota kutsutaan NVRAMiksi ja niitä löytyy kaikentyyppisistä sovelluksista, kuten tietojen tallentamisesta Wi-Fi-reitittimen sisällä), Chintan viittaa nimenomaan tietokoneissa olevaan RAM-muistiin. Mikä tarkalleen estää meitä käyttämästä NVRAMia pöytä- ja kannettavilla tietokoneillamme?

Vastaus

SuperUserin avustaja MSalters tarjoaa jonkin verran tietoa siitä, miten emme voi välttää laitteiston fyysisiä rajoituksia (kuitenkin mikroskooppinen mittakaava):

Syvyys on fysiikan vuoksi.

Minkä tahansa haihtumattoman muistin on tallennettava sen bitit kahteen tilaan, joilla on suuri energiaväli niiden välillä, tai muuten pienin vaikutus muuttaisi bitin. Mutta kun muistiin kirjoitetaan, meidän on aktiivisesti voitettava tämä energiaeste.

Suunnittelijalla on melkoinen vapaus asettaa nämä energiaesteet. Aseta se matalaksi 0. 1, ja saat muistin, joka voidaan kirjoittaa uudelleen paljon ilman paljon lämpöä: nopea ja haihtuva. Aseta energiaraja korkealle 0 | 1 ja bitit pysyvät melkein ikuisesti, tai kunnes kulutat vakavaa energiaa.

DRAM käyttää pieniä kondensaattoreita, jotka vuotavat. Suuremmat kondensaattorit vuotaisivat vähemmän, ovat vähemmän haihtuvia, mutta kestävät kauemmin.

Flash käyttää elektroneja, jotka ammutaan suurella jännitteellä eristimeen. Energiaeste on niin korkea, että et voi saada niitä hallitusti; ainoa tapa on puhdistaa koko bittien lohko.

Toisin sanoen ainoa tapa tehdä RAM niin nopeasti kuin tarvitsemme sitä nykyaikaisissa tietokonetoiminnoissa on pitää tilojen muutosten välinen vastus erittäin alhaisena (ja siten tehdä RAM: sta haihtuvaksi ja alttiiksi datan poistamiselle tehohäviön edessä ).

Onko jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-savvy Stack Exchange -käyttäjiltä? Tutustu koko keskusteluketjuun täällä.