As nossas memórias definem-nos de várias formas:
ajudam-nos a recordar o nosso passado,
a aprender e a reter competências
e a planear para o futuro.
Tal como os computadores agem, muitas vezes,
como extensões de nós mesmos,
a memória desempenha o mesmo papel,
quer seja um filme de duas horas,
um ficheiro de texto de duas palavras
ou as instruções para abrir ambos,
tudo o que existe na memória de um computador
assume a forma de unidades básicas designadas por bits
ou dígitos binários.
Cada uma destas unidades é armazenada numa célula de memória
capaz de alternar entre dois estados em dois valores possíveis,
0 e 1.
Os ficheiros e os programas são compostos por milhões destes bits,
todos eles processados numa unidade de processamento central,
ou CPU,
que age como o cérebro do computador.
À medida que o número de bits que é necessário processar
aumenta de forma exponencial,
os designers de computadores enfrentam uma luta constante
entre tamanho, custo e velocidade.
Como nós, os computadores têm uma memória de curto-prazo
para as tarefas imediatas
e uma memória de longo-prazo para um armazenamento mais permanente.
Quando se executa um programa,
o sistema operativo atribui uma área da memória de curto-prazo
para processar as instruções.
Por exemplo, quando se prime uma tecla num processador de texto,
a CPU acede a um destes locais para recuperar bits de dados.
Também pode modificá-los ou criar novos.
O tempo que isto demora designa-se latência de memória.
Como as instruções dos programas
têm de ser processadas de forma rápida e contínua,
na memória de curto-prazo
pode-se aceder a todos os locais por qualquer ordem,
daí o nome memória de acesso aleatório (RAM).
O tipo de RAM mais comum é a RAM dinâmica, ou DRAM.
Na DRAM, cada célula da memória
é composta por um transístor minúsculo e por um condensador
que armazenam as cargas elétricas,
um 0 quando não existe carga ou um 1 quando existe.
Esta memória designa-se dinâmica
porque armazena as cargas durante pouco tempo
antes de se dispersarem,
o que requer recargas periódicas para reter os dados.
Mesmo esta latência reduzida de 100 nanossegundos
é demasiado longa para as CPU modernas,
por isso também há uma pequena cache
de memória interna de alta velocidade
feita de RAM estática.
Normalmente, é composta por seis transístores interligados
que não requerem atualização.
A SRAM é a memória mais rápida de um sistema de computador,
mas também é a mais cara
e ocupa três vezes mais espaço do que a DRAM.
Mas a RAM e a cache só conseguem reter dados se estiverem a receber energia.
Para manter os dados depois de desligar o dispositivo,
é necessário transferi-los
para um dispositivo de armazenamento a longo-prazo,
que se pode dividir em três tipos.
No armazenamento magnético — o mais barato —
os dados são armazenamos como um padrão magnético
num disco em rotação revestido com uma película magnética.
Uma vez que o disco deve rodar até onde os dados se encontram
para que possam ser lidos,
a latência deste tipo de unidades é cem mil vezes inferior à da DRAM.
Por outro lado, o armazenamento de base ótica, como os DVD e Blu-Ray,
também utiliza discos em rotação,
mas com um revestimento refletor.
Os bits são codificados como pontos claros e escuros
com uma tinta que pode ser lida por um laser.
Embora os suportes de armazenamento ótico sejam baratos e amovíveis,
possuem latências ainda mais reduzidas do que o armazenamento magnético,
bem como uma menor capacidade.
Finalmente, os tipos mais rápidos e recentes
de armazenamento a longo-prazo são as unidades de estado sólido,
como as pens USB.
Não possuem peças móveis,
em vez disso, utilizam transístores de porta flutuante
que armazenam bits ao recolher ou remover cargas elétricas
nas respetivas estruturas internas especialmente concebidas para tal.
Estes milhares de milhões de bits são fiáveis?
Temos tendência para pensar que a memória dos computadores é estável e permanente,
mas na verdade degrada-se de forma relativamente rápida.
O calor gerado por um dispositivo e o respetivo ambiente
acaba por desmagnetizar os discos duros,
degradar a tinta no suporte ótico
e causar fugas de carga em portas flutuantes.
As unidades de estado sólido também têm mais uma vulnerabilidade.
A escrita repetida nos transístores de porta flutuante corrói os mesmos,
o que acaba por os tornar inúteis.
Como os dados nos suportes de armazenamento mais atuais
têm menos de 10 anos de vida útil,
os cientistas estão a tentar explorar as propriedades físicas de materiais
até ao nível quântico dos mesmos,
na esperança de tornar os dispositivos de memória mais rápidos
mais pequenos e mais resistentes.
Por enquanto, a imortalidade está fora do alcance
tanto para os seres humanos como para os computadores.