V mnohých ohledech nás naše vzpomínky dělají těmi, kdo jsme,
pomáhají nám vzpomenout si na minulost,
naučit se a udržet si dovednosti,
a plánovat budoucnost.
A pro počítače, jež jsou často naší prodlouženou rukou,
má paměť stejnou roli.
Ať je to dvouhodinový film,
soubor se dvěma slovy,
nebo příkazy k otevření,
všechno v počítačové paměti má formu základních jednotek zvaných bity,
nebo binární číslice.
Každý z nich je uložen v paměťové buňce,
která může přepínat mezi dvěma stavy pro dvě možné hodnoty,
0 a 1.
Soubory a programy se stávají z miliónů těchto bitů,
zpracovaných v mikroprocesoru,
nebo-li CPU,
jenž zastává úlohu mozku počítače.
A jak množství bitů potřebných ke zpracování exponenciálně roste,
počítačoví designeři čelí neustálému boji
mezi velikostí, cenou a rychlostí.
Jako my, mají počítače krátkodobou paměť pro okamžité úkoly
a dlouhodobou paměť pro trvalejší ukládání.
Když běží program,
váš operační systém přiděluje prostor v krátkodobé paměti
k vykonání jeho instrukcí.
Například když stisknete klávesu v textovém programu,
CPU přistoupí k jednomu z těchto umístění pro získání bitů těchto dat.
Může je také měnit nebo tvořit nové.
Čas, který je k tomu zapotřebí, je znám jako paměťová latence.
A protože instrukce programu musí být zpracovávány rychle a souvisle,
všechna umístění v krátkodobé paměti mohou být přístupná v jakémkoliv pořadí.
Odtud pochází název "paměť s náhodným přístupem", nebo-li RAM.
Nejběžnější typ RAM je dynamická RAM nebo-li DRAM.
V ní je každá paměťová buňka složena z malinkého tranzistoru a kondenzátoru,
jenž uchovává elektrické náboje,
0 - když zde není žádný náboj, nebo 1 - když je nabitý.
Takové paměti se říká dynamická,
protože drží náboje pouze chviličku, než utečou pryč,
což vyžaduje pravidelné nabíjení k udržení dat.
Avšak i její nízká latence, 100 nanosekund,
je příliš dlouhá pro moderní CPU,
a proto je zde také malá vysokorychlostní vnitřní paměť cache,
tvořená statickou RAM.
Ta je obvykle vyrobena ze šesti propojených tranzistorů,
jež nepotřebují obnovování.
SRAM je nejrychlejší pamětí v počítačovém systému,
ale také tou nejdražší,
a zabírá třikrát více místa než DRAM.
Ale RAM a cache mohou udržovat data pouze pokud jsou napájeny.
Pro udržení dat, když je zařízení vypnuté,
se musí přenést do dlouhodobého úložiště,
které má tři hlavní druhy.
V magnetickém úložišti, jež je nejlevnější,
jsou data ukládána jako magnetické vzorce na otočný disk pokrytý magnetickým filmem.
Ale protože se disk musí otáčet tam, kde jsou data uložena,
aby je mohl přečíst,
latence této mechaniky je 100 000 krát pomalejší než u DRAM.
Na druhou stranu optická úložiště jako DVD nebo Blu-ray
také úžívají otáčecí disk,
avšak s reflexní vrstvou.
Bity jsou zakódovány jako světlé a tmavé skvrny barvivem, které umí přečíst laser.
Zatímco jsou optická úložiště levná a odnímatelná,
mají dokonce delší latenci než magnetická úložiště
a stejně tak nižší kapacitu.
Nakonec nejnovějším a nejrychlejším typem dlouhodobé paměti jsou elektronická média,
jako flash disk.
Ty nemají žádné pohyblivé části,
ale používají tranzistory s plovoucím hradlem,
jež uchovávají bity zachycením či odstraněním elektrických nábojů
v jejich speciálně navržené vnitřní struktuře.
Takže jak spolehlivé jsou tyto miliardy bitů?
Máme tendenci si představovat paměť počítače jako stabilní a trvalou,
ve skutečnosti se však znehodnocuje docela rychle.
Teplo vytvářené zařízením a jeho okolím
může nakonec odmagnetizovat pevné disky,
znehodnotit barvivo v optických médiích
a způsobit únik náboje v plovoucích hradlech.
Elektronická média mají také další slabost.
Opakovaný zápis způsobuje narušování tranzistorů s plovoucím hradlem,
jež se nakonec stanou nepoužitelnými.
S daty na nejaktuálnějších paměťových médiích,
s očekávanou méně než desetiletou životností,
vědci pracují na využití fyzických vlastností materiálů
až na kvantové úrovni,
a to v naději, že vytvoří paměťové zařízení rychlejší,
menší
a trvanlivější.
Prozatím zůstává nesmrtelnost mimo dosah lidí, stejně jako počítačů.