بطرق مختلفة تجعلنا ذاكرتنا ما نحن عليه، تساعدنا على تذكر ماضينا والتعلم والاحتفاظ بالمهارات والتخطيط للمستقبل وبالنسبة للحواسب التي غالباً ما تتصرف كإضافات لنا، الذاكرة تلعب دورا مشابها سواء كانت فيلماً مدته ساعتين أو ملفاً نصياً من كلمتين أو تعليمات لفتح أحد الأمرين كل شيء في ذاكرة الحاسوب يأخذ صيغة أحد الوحدات الأساسية وتدعى البت أو الأرقام الثنائية كل واحدة من هؤلاء تخزن في خلية الذاكرة والتي تنتقل بين حالتين بقيمتين محتملتين 0 و 1 تألف الملفات والبرامج ملايين من هؤلاء البايتات جميعها تتم معالجته في وحدة المعالجة المركزية أو CPU الذي يعمل بمثابة الدماغ بجهاز الحاسب. وبما أن عدد البايت التي تحتاج إلى معالجة يزداد باطراد يواجه مصمموا الحواسب صراع ثابت بين الحجم والكلفة والسرعة. مثلنا، الحواسيب لديها ذاكرة صغيرة الأمد للمهمات الحالية، وذاكرة طويلة الأمد للتخزين الثابت الدائم. عندما تشغل برنامجا. نظام تشغيل حاسبك يحجز منطقة ضمن الذاكرة قصيرة الأمد لتنفيذ تلك التعليمات. على سبيل المثال، عند الضغط على مفتاح في معالج الكلمة، وحدة المعالجة المركزية سوف تتصل بواحدة من هذه الأماكن لاستعادة بايت من البيانات. قد تعدلهم أو تخلق بايتات جديدة الوقت المتطلب لهذه العملية يُعرف بـ كمون الذاكرة وذلك بسبب الحاجة إلى معالجة تعليمات البرنامج بسرعة استمرار. يمكن الوصول إلى جميع الأماكن في الذاكرة قصيرة الأمد بأي ترتيب. لهذا السبب تم تسميتها ذاكرة الوصول العشوائي. النوع الأكثر شيوعا من أنواع الرام RAM هو الرام الديناميكية أو الدي رام DRAM. هنالك، كل خلية من الذاكرة تألف من ترانزستورصغير الحجم ومكثفة. والتي تخزن الشحنات الكهربائية الصفر يعني عدم وجود شحنة ، والواحد يعني وجود شحنة . لهذا تسمى الذاكرة ديناميكية لأنها تعالج الشحنات لفترة قصيرة قبل أن تتتسرب. تتطلب اعادة شحن دوري للاحتفاظ بالبيانات. ولكن حتى كمونه المنخفض من 100 نانو ثانية يعد رقماً طويلاً لوحدات المعالجة المركزية الحديثة لذلك السبب يوجد أيضا ذاكرة مخبئة داخلية صغيرة وسريعة مصنوعة من الرام الساكنة. وتلك تصنع عادة من ست ترانزستورات متشابكة ولا تحتاج إلى اعادة تنشيط. SRAM هي الذاكرة الأسرع في نظام الحاسب، ولكنها الأغلى ثمنا. وتعادل ثلاثة أضعاف حجم الـ DRAM لكن الرام والكاش تستطيع احتواء البيانات طالما أنها مشحونة بالطاقة يتم الاحتفاظ بالبيانات طالما الجهاز في حالة العمل يتوجب نقلها إلى ذاكرة طويلة الأمد والتي تأتي على ثلاث أنماط أساسية. التخزين المغناطيسي والذي هو الأرخص ثمنا. البيانات يتم تخزينها كنموذج مغناطيسي كقرص مطلي بطبقة مغناطيسية لأن القرص يجب تدويره إلى حيث تقع البيانات بترتيب معين ليتم قراءته كمون هذه الأقراص أبطىء بمقدار 100000 من الـ DRAM من ناحية أخرى التخزين البصري مثل DVD والـ Blu-Ray يستخدمان أيضا أقراص الغزل ولكن مع طلاء عاكس البايت تُرمّز كنقاط مضيئة ومعتمة باستخدام طلاء يتم قراءته بالليزر بينما التخزين البصري رخيص وقابل للنقل وفيه معدل كمون من التخزين المغناطيسي بالإضافة إلى أنها أقل سعة في الختام،أحدث وأسرع نمط من التخزين طويل الأمد هو حالة التخزين الصلب مثل قضيب متوهج هذا النوع لا يملك أجزاء متحركة عوضا عن ذلك فإنها تستخدم الترانزسيتورات الضيقة العائمة والتي تخزن مجموعة البايت باصطيادها أو نقل الشحنات الكهربائية ضمن البنى الداخلية المصممة على نحو خاص لذا ماهي وثوقية هذه البلايين من البايتات نحنا نميل للتفكير بذاكرة الحاسب كما لو أنها ثابتة ومستقرة ولكنها في الحقيقة تنهار مرتبتها بشكل سريع ومنصف الحرارة المولدة من الجهاز وبيئتها سوف تحرر مغنطت القرص الصلب أخيرا تجرد الدهان من الاجهزة البصرية وتسبب تجرد الشحنة في البوابات العائمة الأقراص ذات الحالة الصلبة لديها نقاط ضعف أيضا تكرار الكتابة على بوابة الترانزستورات العائمة تسبب تاكلهم وفي النهاية يصبحون بلا فائدة مع البيانات على معظم وسائط التخزين الحالي بتوقع أقل من عشر سنوات يعمل العلماء على استغلال خصائص المادة الفيزيائية وصولاً إلى مستوى الكم وتأمل في صنع أجهزة ذات ذواكر أسرع وأصغر وأكثر متانه الآن، فإن الخلود لا زال بعيد المنال بالنسبة للبشر والحواسب كذلك.
In many ways, our memories make us who we are, helping us remember our past, learn and retain skills, and plan for the future. And for the computers that often act as extensions of ourselves, memory plays much the same role, whether it's a two-hour movie, a two-word text file, or the instructions for opening either, everything in a computer's memory takes the form of basic units called bits, or binary digits. Each of these is stored in a memory cell that can switch between two states for two possible values, 0 and 1. Files and programs consist of millions of these bits, all processed in the central processing unit, or CPU, that acts as the computer's brain. And as the number of bits needing to be processed grows exponentially, computer designers face a constant struggle between size, cost, and speed. Like us, computers have short-term memory for immediate tasks, and long-term memory for more permanent storage. When you run a program, your operating system allocates area within the short-term memory for performing those instructions. For example, when you press a key in a word processor, the CPU will access one of these locations to retrieve bits of data. It could also modify them, or create new ones. The time this takes is known as the memory's latency. And because program instructions must be processed quickly and continuously, all locations within the short-term memory can be accessed in any order, hence the name random access memory. The most common type of RAM is dynamic RAM, or DRAM. There, each memory cell consists of a tiny transistor and a capacitor that store electrical charges, a 0 when there's no charge, or a 1 when charged. Such memory is called dynamic because it only holds charges briefly before they leak away, requiring periodic recharging to retain data. But even its low latency of 100 nanoseconds is too long for modern CPUs, so there's also a small, high-speed internal memory cache made from static RAM. That's usually made up of six interlocked transistors which don't need refreshing. SRAM is the fastest memory in a computer system, but also the most expensive, and takes up three times more space than DRAM. But RAM and cache can only hold data as long as they're powered. For data to remain once the device is turned off, it must be transferred into a long-term storage device, which comes in three major types. In magnetic storage, which is the cheapest, data is stored as a magnetic pattern on a spinning disc coated with magnetic film. But because the disc must rotate to where the data is located in order to be read, the latency for such drives is 100,000 times slower than that of DRAM. On the other hand, optical-based storage like DVD and Blu-ray also uses spinning discs, but with a reflective coating. Bits are encoded as light and dark spots using a dye that can be read by a laser. While optical storage media are cheap and removable, they have even slower latencies than magnetic storage and lower capacity as well. Finally, the newest and fastest types of long-term storage are solid-state drives, like flash sticks. These have no moving parts, instead using floating gate transistors that store bits by trapping or removing electrical charges within their specially designed internal structures. So how reliable are these billions of bits? We tend to think of computer memory as stable and permanent, but it actually degrades fairly quickly. The heat generated from a device and its environment will eventually demagnetize hard drives, degrade the dye in optical media, and cause charge leakage in floating gates. Solid-state drives also have an additional weakness. Repeatedly writing to floating gate transistors corrodes them, eventually rendering them useless. With data on most current storage media having less than a ten-year life expectancy, scientists are working to exploit the physical properties of materials down to the quantum level in the hopes of making memory devices faster, smaller, and more durable. For now, immortality remains out of reach, for humans and computers alike.