Чому оперативна пам'ять має бути нестабільною?

Комп'ютерна оперативна пам'ять є енергонезалежною; все, що зберігається в ньому, зникає, як тільки електрика відключається. Чому, власне, енергонезалежність ОЗУ комп'ютера? Прочитайте, як ми досліджуємо фізику побудови високошвидкісної комп'ютерної пам'яті. 

Сьогоднішня сесія запитань та відповідей приходить до нас люб'язно SuperUser - підрозділ Stack Exchange, групування веб-сайтів із запитаннями та відповідями на рівні спільноти..

Питання

Читач SuperUser Chintan Trivedi цікавиться, чому саме RAM комп'ютера має бути нестабільною:

Якщо оперативна пам'ять комп'ютера не була енергонезалежною, як інше постійне сховище [типів], то не було б такого часу, як час завантаження. Тоді чому це неможливо мати не енергонезалежний модуль барана? Дякую.

Хоча існують типи енергонезалежної оперативної пам'яті (яка називається NVRAM і зустрічається в різноманітних додатках, таких як зберігання даних у вашому маршрутизаторі Wi-Fi), Chintan спеціально посилається на тип оперативної пам'яті, що знаходиться в ПК. Що насправді заважає нам використовувати NVRAM на нашому комп'ютері та ноутбуках?

Відповідь

Співробітник SuperUser MSalters пропонує деяке розуміння того, як ми не можемо уникнути фізичних обмежень (якими б не були мікроскопічні масштаби) обладнання:

В глибині це пов'язано з фізикою.

Будь-яка енергонезалежна пам'ять повинна зберігати свої біти в двох станах, які мають великий енергетичний бар'єр між ними, або ж найменший вплив змінить біт. Але при написанні цієї пам'яті ми повинні активно подолати цей енергетичний бар'єр.

Дизайнер має певну свободу у встановленні цих енергетичних бар'єрів. Встановіть його низьким 0. 1, і ви отримуєте пам'ять, яку можна багато переписати, не генеруючи багато тепла: швидко і мінливо. Встановіть високий енергетичний бар'єр 0 | 1 і біти залишаться на місці майже назавжди, або поки ви не витратите серйозну енергію.

DRAM використовує невеликі конденсатори, які протікають. Більші конденсатори менше витоку, будуть менш енергонезалежні, але заряджатимуть більше часу.

Спалах використовує електрони, які знімаються при високій напрузі в ізолятор. Енергетичний бар'єр настільки високий, що ви не можете їх вивести контрольованим способом; єдиний спосіб - очистити весь блок бітів.

Іншими словами, єдиний спосіб зробити оперативну пам'ять такою високою швидкістю, як нам це потрібно для сучасних комп'ютерних операцій, це збереження опору між змінами стану надзвичайно низьким (і таким чином зробити оперативну пам'ять мінливою і сприйнятливою до стирання даних перед втратою потужності. ).

Маєте щось додати до пояснення? Звучить в коментарях. Хочете прочитати більше відповідей від інших технологічних користувачів Stack Exchange? Перегляньте повний потік обговорення тут.