Warum muss RAM flüchtig sein?

Computer RAM ist flüchtig; Was in ihm gespeichert ist, verschwindet, sobald der Strom abgeschaltet wird. Warum ist der RAM-Speicher des Computers genau flüchtig? Lesen Sie weiter, während wir die Physik des Baus von Hochgeschwindigkeits-Computerspeichern untersuchen. 

Die heutige Question & Answer-Sitzung wird dank SuperUser zur Verfügung gestellt - einer Unterteilung von Stack Exchange, einer Community-basierten Gruppierung von Q & A-Websites.

Die Frage

SuperUser-Leser Chintan Trivedi ist neugierig, warum genau der Arbeitsspeicher des Computers flüchtig sein muss:

Wenn der Arbeitsspeicher des Computers nicht flüchtig sein sollte, wie bei anderen permanenten Speichern [Typen], gibt es keine Startzeit. Warum ist es dann nicht möglich, ein nichtflüchtiges RAM-Modul zu haben? Vielen Dank.

Obwohl es nichtflüchtige RAM-Typen gibt (NVRAM genannt), die in allen Arten von Anwendungen wie dem Speichern von Daten in Ihrem WLAN-Router zu finden sind, bezieht sich Chintan speziell auf den RAM-Typ, der in PCs gefunden wird. Was genau hält uns davon ab, NVRAM in unseren Desktop- und Notebook-Computern zu verwenden?

Die Antwort

Der Super-User-Mitwirkende MSalters bietet einige Einblicke, wie wir den physischen Einschränkungen der Hardware (wie auch immer nur eine kleine Skala) der Hardware nicht entgehen können:

Im Grunde liegt es an der Physik.

Jeder nichtflüchtige Speicher muss seine Bits in zwei Zuständen speichern, zwischen denen eine große Energiebarriere besteht. Andernfalls würde der kleinste Einfluss das Bit ändern. Aber wenn wir in diese Erinnerung schreiben, müssen wir diese Energiebarriere aktiv überwinden.

Designer haben ziemlich viel Freiheit bei der Errichtung dieser Energiebarrieren. Setze es niedrig 0 1, und Sie erhalten Speicher, der viel neu geschrieben werden kann, ohne viel Wärme zu erzeugen: schnell und unbeständig. Stellen Sie die Energiebarriere hoch ein 0 | 1 und die Bits bleiben fast für immer oder bis Sie ernste Energie verbrauchen.

DRAM verwendet kleine Kondensatoren, die auslaufen. Größere Kondensatoren würden weniger auslaufen, weniger flüchtig sein, aber das Laden länger dauern.

Flash verwendet Elektronen, die mit hoher Spannung in einen Isolator geschossen werden. Die Energiebarriere ist so hoch, dass man sie nicht kontrolliert herausholen kann. Die einzige Möglichkeit besteht darin, einen ganzen Bitblock zu bereinigen.

Mit anderen Worten, der einzige Weg, um den RAM so schnell zu machen, wie wir ihn für den modernen Computerbetrieb benötigen, besteht darin, den Widerstand zwischen Zustandsänderungen extrem niedrig zu halten (und somit den RAM flüchtig zu machen und anfällig für das Löschen von Daten angesichts eines Stromausfalls zu machen ).

Haben Sie der Erklärung etwas hinzuzufügen? Ton aus in den Kommentaren. Möchten Sie mehr Antworten von anderen technisch versierten Stack Exchange-Benutzern lesen? Hier geht es zum vollständigen Diskussionsthread.