How computer memory works - Kanawat Senanan

Fordító: Péter Pallós Lektor: Maria Ruzsane Cseresnyes

In many ways, our memories make us who we are,

Sok tekintetben a memóriánktól vagyunk olyanok, amilyenek vagyunk.

helping us remember our past,

Segít emlékezni, tanulni,

learn and retain skills,

megőrizni szakértelmünket

and plan for the future.

és tervezni a jövőt.

And for the computers that often act as extensions of ourselves,

A számítógépben, amely gyakran olyan, mintha önmagunk kiterjesztése lenne,

memory plays much the same role,

a memória ugyanezt a célt szolgálja,

whether it's a two-hour movie,

legyen az kétórás mozi,

a two-word text file,

kétszavas szövegfájl,

vagy az utasítások, amelyekkel elérhetjük ezek bármelyikét.

or the instructions for opening either,

everything in a computer's memory takes the form of basic units called bits,

A számítógép memóriájában minden a bitnek nevezett alapegység formáját ölti.

or binary digits.

A bit a BInary digiT rövidítése.

Each of these is stored in a memory cell

Ezeket memóriacellákban tárolják,

that can switch between two states for two possible values,

amelyeknek két állapotuk, két értékük lehet:

0 and 1.

a 0 és az 1.

Files and programs consist of millions of these bits,

A fájlok és programok milliónyi ilyen bitből állnak,

all processed in the central processing unit,

amelyeket a központi feldolgozó egység,

or CPU,

a CPU, a processzor dolgoz föl.

that acts as the computer's brain.

A számítógépnek ez az agya.

And as the number of bits needing to be processed grows exponentially,

Mivel a földolgozandó bitek száma exponenciálisan nő,

computer designers face a constant struggle

a géptervezők állandóan

between size, cost, and speed.

a mérettel, költséggel és a sebességgel küzdenek.

Like us, computers have short-term memory for immediate tasks,

Akárcsak nekünk, a gépeknek is van rövidtávú memóriájuk azonnali feladatokra,

and long-term memory for more permanent storage.

és hosszútávú memóriájuk a tartósabb tárolásra.

When you run a program,

Amikor programot futtatunk,

your operating system allocates area within the short-term memory

az operációs rendszer helyet allokál a rövidtávú memóriában

for performing those instructions.

az utasítások végrehajtásához.

For example, when you press a key in a word processor,

Pl. ha lenyomunk egy billentyűt a szövegszerkesztőben,

the CPU will access one of these locations to retrieve bits of data.

a processzor odanyúl az egyik ilyen helyhez, hogy kiolvassa az adatbiteket.

It could also modify them, or create new ones.

Módosíthatja is őket, vagy újakat képezhet.

The time this takes is known as the memory's latency.

Az ehhez szükséges idő a memóriakésleltetés

And because program instructions must be processed quickly and continuously,

Mivel a programutasításokat gyorsan és folyamatosan kell feldolgozni,

all locations within the short-term memory can be accessed in any order,

a rövidtávú memóriában minden helyhez tetszőleges sorrendben el lehet jutni.

hence the name random access memory.

így a neve: véletlen elérésű memória, RAM.

The most common type of RAM is dynamic RAM, or DRAM.

A RAM leggyakoribb fajtája a dinamikus RAM, a DRAM.

There, each memory cell consists of a tiny transistor and a capacitor

Itt minden memóriacella egy pici tranzisztorból és kondenzátorból áll,

that store electrical charges,

ez tárolja az elektromos töltést:

a 0 when there's no charge, or a 1 when charged.

0 értékű, ha nincs töltése, vagy 1 értékű, ha töltött állapotú.

Such memory is called dynamic

Dinamikusnak azért nevezik,

because it only holds charges briefly before they leak away,

mert csak rövid ideig tárolja a töltést, amely aztán elszivárog,

requiring periodic recharging to retain data.

az adatok megtartásához folyton tölteni kell.

But even its low latency of 100 nanoseconds

De még a 100 nanoszekundum rövidségű késleltetési idő is

is too long for modern CPUs,

túl hosszú a modern CPU-nak,

so there's also a small, high-speed internal memory cache

ezért létezik egy kicsi, nagy sebességű átmeneti gyorstároló, a cache,

made from static RAM.

ami statikus RAM-ból készül.

That's usually made up of six interlocked transistors

Általában 6 összekapcsolt tranzisztorból készül.

which don't need refreshing.

amelyeket nem kell frissíteni.

SRAM is the fastest memory in a computer system,

A SRAM a leggyorsabb memória,

but also the most expensive,

de egyben a legdrágább,

and takes up three times more space than DRAM.

és háromszor akkora hely kell neki, mint a DRAM-nak.

But RAM and cache can only hold data as long as they're powered.

A RAM és a gyorstároló csak addig tárol, amíg feszültség alatt van.

For data to remain once the device is turned off,

Hogy az adatok kikapcsolás után is megmaradjanak,

it must be transferred into a long-term storage device,

át kell őket tölteni a tartós tárolóba.

which comes in three major types.

Három fajtája létezik.

In magnetic storage, which is the cheapest,

A mágnestároló a legolcsóbb,

data is stored as a magnetic pattern on a spinning disc coated with magnetic film.

Benne az adatot mágneses minták alakjában, mágneses bevonatú forgó diszken tárolják.

But because the disc must rotate to where the data is located

Mivel a lemeznek az adattárolás helyére kell fordulnia

in order to be read,

a kiolvasáshoz,

the latency for such drives is 100,000 times slower than that of DRAM.

a késleltetésük 100 000-szer hosszabb, mint a DRAM-oké.

On the other hand, optical-based storage like DVD and Blu-ray

Vannak az optikai tárolók is, mint pl. a DVD és a Blu-ray,

also uses spinning discs,

ezek szintén forgó lemezeket használnak,

but with a reflective coating.

ezek fényvisszaverő anyaggal vannak bevonva.

Bits are encoded as light and dark spots using a dye that can be read by a laser.

A biteket lézerrel olvasható festékkel világos-sötét foltokba kódolják.

While optical storage media are cheap and removable,

Az optikai tárolók olcsók és kivehetők,

they have even slower latencies than magnetic storage

de még hosszabb késleltetésűek, mint a mágneses tárolók,

and lower capacity as well.

és a kapacitásuk is kisebb.

Finally, the newest and fastest types of long-term storage are solid-state drives,

A tartós tárolók legújabb és leggyorsabb fajtája a szilárdtest-meghajtó [SSD],

like flash sticks.

pl. az USB-flash-tároló.

These have no moving parts,

Nincsenek mozgó részei,

instead using floating gate transistors

lebegőkapus [FGMOS] tranzisztorok vannak benne.

that store bits by trapping or removing electrical charges

Ezek úgy tárolják a biteket, hogy elfogják vagy elengedik a töltéseket

within their specially designed internal structures.

a különlegesen kialakított belsejükben.

So how reliable are these billions of bits?

Mennyire megbízható ez a milliárdnyi bit?

We tend to think of computer memory as stable and permanent,

Hajlamosak vagyunk föltételezni, hogy a gépek memóriája stabil és állandó,

but it actually degrades fairly quickly.

ám elég rohamosan leromlik.

The heat generated from a device and its environment

A gép melegedése és a környezetből származó hő

will eventually demagnetize hard drives,

elrontja a merevlemez mágnesezettségét,

degrade the dye in optical media,

tönkreteszi az optikai lemezek festékét,

and cause charge leakage in floating gates.

és az FGMOS-ban töltésvesztést okoz.

Solid-state drives also have an additional weakness.

A szilárdtest-meghajtóknak [SSD] is megvan a gyenge oldaluk.

Repeatedly writing to floating gate transistors corrodes them,

A gyakori írás hatására az FGMOS tranzisztorok korrodálódnak,

eventually rendering them useless.

végül tönkremennek.

With data on most current storage media

Minthogy a legtöbb jelenlegi tárolóeszköz várható élettartama

having less than a ten-year life expectancy,

kevesebb mint 10 év,

scientists are working to exploit the physical properties of materials

a kutatók igyekeznek minél jobban kiaknázni az anyagok tulajdonságait,

down to the quantum level

egészen kvantumszintig,

in the hopes of making memory devices faster,

azt remélve, hogy a tárolóeszközök

smaller,

gyorsabbak, kisebbek

and more durable.

és tartósabbak lesznek.

For now, immortality remains out of reach, for humans and computers alike.

Mind az emberek, mind a számítógépek halhatatlansága egyelőre elérhetetlen.