Birçok açıdan hafızamız; bizi biz yapar,
geçmişimizi hatırlamamıza,
öğrenmemize, yeteneklerimizi sürdürmemize
ve gelecek planlamamıza yardımcı olur.
Bilgisayarlarda ise durum bizdeki gibidir,
bellek neredeyse aynı roldedir;
iki saatlik film olsun ya da
iki kelimeli bir yazı dosyası veya
açılış komutları.
Bilgisayar belleğindeki her şey bitler veya ikili sayılar (binary digit)
denilen temel formu alır.
Her biri, iki olası durum olan 0 ve 1
değerleri arasında değişebilen
bellek hücrelerinde saklanırlar.
Dosyalar ve programlar bu bitlerin milyonlarcasından oluşurlar
ve hepsi bilgisayarda beyin görevi gören
merkezi işlem ünitesi
CPU'da işlenir.
İşlenmesi gereken bit sayısı üssel olarak büyüdükçe
bilgisayar tasarımcıları boyut, maliyet ve hız
arasındaki mücadeleyle karşılaşırlar.
Bizim gibi, bilgisayarlarda anlık işlemler için kısa ömürlü belleğe,
sürekli saklama için ise uzun ömürlü belleğe sahiptirler.
Bir program çalıştırdığınızda
komutları gerçekleştirmek için işletim sisteminiz kısa ömürlü
bellek içerisinde alan tahsis eder.
Örneğin; kelime işlemcisinde bir tuşa bastığınızda
CPU, verinin bitlerini okumak için bu yerlerden birine erişir.
Değiştirebilir veya yenisini oluşturabilir.
Geçen süre, belleğin gecikme süresi olarak bilinir.
Program komutlarının hızlı ve aralıksız işlenmesi gerektiğinden
kısa ömürlü bellekteki her yere herhangi bir sırada erişilebilir,
dolayısıyla ismi (RAM) Rastgele Erişimli Bellek'tir.
En çok bilinen RAM türü dinamik RAM yani DRAM' dir.
Bellekte, her bellek hücresi elektriksel yük barındıran;
yüksüzken 0, yüklü iken 1 olan,
küçük bir transistör ve kapasitörden oluşur.
Bu tür belleklere dinamik denir,
çünkü tekrardan veri tutmak için periyodik yüklenme gerektirdiğinden
kısa bir süre yüklü kalırlar.
100 nanosaniye gibi düşük bir gecikme bile
modern CPU'lar için oldukça fazladır.
Bu yüzden ayrıca statik RAM'den yapılan küçük, yüksek hızlı
dâhilî önbellek vardır.
Genellikle yenilemeye gerek duymayan 6 adet
kilitlemeli transistörden oluşur.
SRAM bilgisayardaki en hızlı aynı zamanda
en pahalı bellektir
ve DRAM'den 3 kat daha fazla yer kaplar.
Ancak RAM ve önbellek güç kaynağı açık olduğu sürece veri tutabilir.
Cihaz kapatıldığında verilerin kaybolmaması için
veriler, üç ana türü olan uzun süreli saklama
aygıtlarına transfer edilmelidir.
En ucuzu olan manyetik bellekte veriler,
manyetik film ile kaplanmış
dönen bir diskte manyetik olarak saklanır.
Veri, sıralı olduğundan okunabilmesi için
diskin dönmesi gerekir
ve bu tarz sürücülerde gecikme DRAM'den 100.00 kez daha yavaştır.
Öte yandan DVD ve Blu-ray gibi
optik tabanlı depolayıcılarda
döner diskler kullanır
ancak yansıtıcı kaplamaya sahiptirler.
Bitler, lazer tarafından okunabilen
siyah ve beyaz noktalar olarak kodlanmıştır.
Optik depolama ortamları ucuz ve taşınabilirken,
manyetik belleklere göre daha yavaş
ve daha düşük kapasiteye sahiptirler.
Son olarak, en yeni ve en hızlı uzun
ömürlü bellek türü katı hal sürücüleri (SSD)
flash bellek gibidir.
Hareketli parçaları yoktur,
onun yerine, özel olarak tasarlanan iç yapısında
elektrik yüklerini yakalayarak veya kaldırarak bitleri depolayan
kayan geçit transistörleri kullanırlar.
Peki bu milyarlarca bit ne kadar güvenilirdir?
Bilgisayar belleğinin değişmez
ve daimi olduğunu düşünürüz
ancak oldukça kolay bozulur.
Cihazın ve ortamının oluşturduğu ısı,
zamanla sabit diski manyetiksizleştirir,
optik cihazdaki rengi bozar
ve kayan geçitlerde güç sızıntısına sebep olur.
SSD'lerin ek bir zaafı vardır.
Kayan geçit transistörleri, defaatle yazmakla aşınır,
zamanla kullanışsızlaşır.
Veri saklanmış çoğu depolama araçları
on yıldan daha az ömre sahiptir,
bilim insanları malzemelerin fiziksel özelliklerinden
kuantum seviyesine kadar yararlanmaya çalışıyorlar,
bellek aygıtlarını daha hızlı,
küçük,
ve daha dayanıklı kılma umuduyla.
Şu an için ölümsüzlük erişilemez, insanlar ve bilgisayarlar için.