Hvorfor skal RAM være flygtigt?

Computer RAM er flygtig; alt, hvad der opbevares i det forsvinder, så snart strømmen er slukket. Hvorfor, netop, er computerens RAM-flygtige, selv? Læs videre, da vi undersøger fysikken i at opbygge computerens hukommelse med høj hastighed. 

Dagens Spørgsmål & Svar session kommer til os med venlig hilsen af ​​SuperUser-en underafdeling af Stack Exchange, en community-driven gruppe af Q & A-websteder.

Spørgsmålet

SuperUser læser Chintan Trivedi er nysgerrig hvorfor præcis computer RAM skal være flygtig:

Hvis computer-RAM skulle være ikke-flygtig som andre vedholdende lagring [typer], ville der ikke være noget sådant som opstartstid. Så hvorfor er det ikke muligt at have et ikke-flygtigt rammodul? tak skal du have.

Selv om der er typer af ikke-flygtige RAM'er (kaldet NVRAM og findes i alle mulige applikationer som lagring af data inde i din Wi-Fi-router), henviser Chintan specifikt til den type RAM, der findes i pc'er. Hvad er det, der forhindrer os i at bruge NVRAM på vores stationære og bærbare computere?

Svaret

SuperUser-bidragsyderen MSalters giver nogle indsigt i, hvordan vi ikke kan undslippe hardwareens fysiske begrænsninger (men mikroskopiske skalaen):

Dybt ned er det på grund af fysik.

Enhver ikke-flygtig hukommelse skal gemme sine bits i to stater, der har en stor energibarriere mellem dem, ellers vil den mindste indflydelse ændre bit. Men når vi skriver til den hukommelse, skal vi aktivt overvinde denne energibarriere.

Designer har ret frihed til at indstille disse energibarrierer. Sæt det lavt 0. 1, og du får hukommelse, der kan omskrives meget uden at generere meget varme: hurtig og flygtig. Sæt energibarrieren højt 0 | 1 og bitene vil blive sat næsten for evigt, eller indtil du bruger alvorlig energi.

DRAM bruger små kondensatorer, som lækker. Større kondensatorer ville lække mindre, være mindre volatile, men tage længere tid at oplade.

Flash bruger elektroner, der er skudt i højspænding til en isolator. Energibarrieren er så høj, at du ikke kan få dem ud på en kontrolleret måde; Den eneste måde er at rense en hel blok bit.

Med andre ord er den eneste måde at gøre RAM så høj hastighed, som vi har brug for det til moderne computeroperationer, at holde modstanden mellem tilstandsændringer ekstremt lav (og dermed gøre RAM volatilt og modtageligt for data sletning i lyset af strøm tab ).

Har du noget at tilføje til forklaringen? Lyde af i kommentarerne. Vil du læse flere svar fra andre tech-savvy Stack Exchange brugere? Tjek den fulde diskussionstråd her.