Dlaczego RAM musi być niestabilny?

Komputerowa pamięć RAM jest niestabilna; wszystko, co jest w nim przechowywane, znika, gdy tylko elektryczność zostanie wyłączona. Dlaczego, właśnie, jest niestabilna pamięć RAM komputera? Czytaj dalej, ponieważ badamy fizykę budowania szybkiej pamięci komputera.

Dzisiejsza sesja pytań i odpowiedzi przychodzi do nas dzięki uprzejmości SuperUser - poddziału Stack Exchange, opartego na społecznościach grupowania witryn z pytaniami i odpowiedziami.

Pytanie

Czytnik SuperUser Chintan Trivedi jest ciekawy dlaczego komputerowa pamięć RAM musi być niestabilna:

Jeśli pamięć RAM komputera miała być niestabilna, tak jak inne trwałe pamięci [typy], wtedy nie byłoby czegoś takiego jak czas rozruchu. Dlaczego więc nie jest możliwe posiadanie nieulotnego modułu ramowego? Dziękuję Ci.

Chociaż istnieją typy nieulotnej pamięci RAM (nazywane NVRAM i spotykane we wszelkiego rodzaju aplikacjach, takich jak przechowywanie danych w routerze Wi-Fi), Chintan w szczególności odnosi się do typu pamięci RAM w komputerach. Co dokładnie powstrzymuje nas od korzystania z NVRAM w naszych komputerach stacjonarnych i notebookach?

Odpowiedź

Uczestnik SuperUser MSalters oferuje pewien wgląd w to, w jaki sposób nie możemy uniknąć fizycznych ograniczeń (jakkolwiek mikroskopijnej skali) sprzętu:

Głęboko to wynika z fizyki.

Każda nieulotna pamięć musi przechowywać swoje bity w dwóch stanach, które mają dużą barierę energetyczną między nimi, albo też najmniejszy wpływ zmieniłby bit. Ale pisząc do tej pamięci, musimy aktywnie przezwyciężyć tę barierę energetyczną.

Projektant ma dość swobodę w ustalaniu barier energetycznych. Ustaw niski 0. 1, i dostajesz pamięć, którą można przepisać dużo, bez generowania dużej ilości ciepła: szybka i niestabilna. Ustaw wysoko barierę energetyczną 0 | 1 a bity pozostaną prawie na zawsze, lub dopóki nie zużyjesz poważnej energii.

DRAM wykorzystuje małe kondensatory, które przeciekają. Większe kondensatory będą przeciekać mniej, będą mniej lotne, ale będą ładować dłużej.

Flash wykorzystuje elektrony, które są wystrzeliwane pod wysokim napięciem do izolatora. Bariera energetyczna jest tak wysoka, że nie można ich wyjąć w kontrolowany sposób; jedynym sposobem jest wyczyszczenie całego bloku bitów.

Innymi słowy, jedynym sposobem, aby uczynić pamięć RAM tak dużą, jak potrzebujemy w nowoczesnych operacjach komputerowych, jest utrzymywanie rezystancji pomiędzy zmianami stanu na bardzo niskim poziomie (a tym samym uczynienie pamięci RAM lotną i podatną na wymazywanie danych w obliczu utraty zasilania ).

Czy masz coś do dodania do wyjaśnienia? Dźwięk w komentarzach. Chcesz przeczytać więcej odpowiedzi od innych użytkowników Stack Exchange, którzy znają się na technologii? Sprawdź cały wątek dyskusji tutaj.