בדרכים רבות, הזיכרון שלנו עושה אותנו מי שאנחנו,
עוזר לנו לזכור את העבר,
ללמוד ולשמר כישורים חדשים,
ולתכנן את העתיד.
ובמחשבים שהרבה פעמים פועלים כשלוחה שלנו,
לזיכרון יש תפקיד דומה,
בין אם זה סרט של שעתיים,
קובץ טקסט בן שתי מילים,
או הוראה לפתוח אחד מהם,
כל דבר בזיכרון המחשב בנוי מיחידות בסיסיות שנקראות ביטים,
או ספרות בינאריות.
כל אחת מאוכסנת בתא זיכרון
שיכול להתחלף בין שני מצבים עבור שני ערכים אפשריים:
0 ו 1.
קבצים ותוכנות מכילים מיליוני ביטים כאלה,
כולם מעובדים ביחידת העיבוד המרכזית,
או CPU,
שפועלת כמוח של המחשב.
וכשמספר הביטים שצריך לעבד גדל מעריכית,
מתכנני מחשבים עומדים בפני מאבק מתמשך
בין גודל, עלות ומהירות.
כמונו, למחשבים יש זיכרון לטווח קצר למשימות מיידיות,
וזיכרון טווח ארוך לאחסון יותר קבוע.
כשאתם מריצים תוכנה,
מערכת ההפעלה שלכם מקצה אזור בתוך הזיכרון לטווח קצר
לביצוע הפקודות האלו.
לדוגמה, כשאתם לוחצים על מקש במעבד תמלילים,
המעבד יגש לאחד המיקומים האלו כדי לאחזר ביטים של מידע.
הוא יכול גם לשנות אותם, או ליצור חדשים.
הזמן שזה לוקח ידוע כהשהיית זיכרון.
ובגלל שפקודות תוכנה חייבות להיות מעובדות במהירות ובהמשכיות,
ניתן לגשת לכל המיקומים בתוך הזיכרון לטווח קצר בכל סדר,
לכן השם "זיכרון בגישה אקראית" (RAM)
הסוג הכי נפוץ של RAM הוא RAM דינמי, או DRAM.
שם, כל תא זיכרון מכיל טרנזיסטור זעיר וקבל
שאוגרים מטען חשמלי,
0 כשאין מטען, או 1 כשהוא טעון.
זיכרון כזה קרוי דינמי
כי הוא מחזיק מטען רק לזמן קצר לפני שהוא דולף,
מה שדורש טעינה תקופתית כדי לשמור מידע.
אבל אפילו השהיה קצרה של 100 ננו שניות
היא ארוכה מדי למעבדים מודרנים,
אז יש גם זיכרון מטמון פנימי מהיר ביותר
שעשוי מRAM סטטי.
הוא בדרך כלל עשוי משישה טרנזיסטורים מחוברים
שלא צריכים רענון.
SRAM הוא הזיכרון הכי מהיר במערכת המחשב,
אבל גם הכי יקר,
ולוקח פי שלושה יותר מקום מ DRAM.
אבל RAM וזיכרון מטמון יכולים להחזיק מידע רק כל עוד הם דלוקים.
כדי לשמור מידע ברגע שהמכשיר כבוי,
הוא חייב להיות מועבר לרכיב זיכרון לטווח ארוך,
משלושה סוגים עיקריים.
באחסון מגנטי, שהוא הכי זול,
מידע אגור בתבנית מגנטית על דיסקים מסתובבים שמצופים פילם מגנטי.
אבל בגלל שהדיסק חייב להסתובב למקום בו המידע נמצא
כדי לקרוא אותו,
ההשהיה לכאלה דיסקים איטית פי 100,000 מאשר DRAM.
מצד שני, אחסון מידע אופטי כמו DVD ובלו ריי
גם משתמש בדיסקים מסתובבים,
אבל עם ציפוי מחזיר אור.
ביטים מקודדים כנקודות כהות ובהירות בעזרת דיו הנקרא על ידי לייזר.
בעוד מדיית מידע אופטי היא מאוד זולה וניידת,
יש לה השהייה איטית משל אחסון מגנטי
וגם קיבולת נמוכה יותר.
לבסוף, הסוג הכי חדש והכי מהיר של אחסון לטווח ארוך הוא דרייבים של מצב מוצק,
כמו דיסק און קי.
להם אין חלקים נעים,
במקום הם משתמשים בטרנזיסטורים של שער צף
שאוגרים ביטים על ידי לכידת או שחרור מטען חשמלי
בתוך המבנה הפנימי המתוכנן במיוחד.
אז כמה אמינים מיליוני הביטים האלה?
אנו נוטים לחשוב על זכרון מחשב כיציב וקבוע,
אבל הוא למעשה מתדרדר די במהירות.
החום שמייוצר על ידי מכשיר והסביבה שלו
ידרדר לבסוף את המגנטיות של דיסקים קשיחים,
יפרק דיו במדיה אופטית,
ויגרום לדליפת מטען בשערים צפים.
לדיסקים של מצב מוצק יש גם חולשה נוספת.
כתיבה חוזרת של טרנזיסטורים של שערים צפים מעכלת אותם,
ולבסוף הופכת אותם לחסרי ערך.
כשלמידע על מדיית האחסון הכי עדכנית
יש אורך חיים צפוי של פחות מעשר שנים,
מדענים עובדים כדי לנצל את התכונות הפיזיות של חומרים
עד לרמה הקוואנטית
בתקווה לייצר רכיבי זיכרון מהירים יותר,
קטנים יותר,
ויותר עמידים.
בינתיים, חיי נצח נשארים מחוץ לטווח, לאנשים ולמחשבים כאחד.