How computer memory works - Kanawat Senanan

Traduttore: Luna Carrieri Revisore: Rossana Cantaffa

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

In molti modi, i nostri ricordi ci rendono ciò che siamo,

helping us remember our past,

aiutandoci a ricordare il nostro passato,

learn and retain skills,

ad apprendere e conservare abilità

and plan for the future.

e a progettare il nostro futuro.

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

Per i computer, che spesso agiscono come un'estensione di noi stessi,

memory plays much the same role,

la memoria gioca un ruolo simile,

che si tratti di un film di due ore,

whether it's a two-hour movie,

a two-word text file,

di un file di testo di due parole

or the instructions for opening either,

o delle istruzioni di apertura di entrambi,

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

ogni cosa nella memoria di un computer ha la forma di unità di base dette bit,

or binary digits.

o cifre binarie.

Each of these is stored in a memory cell

Ciascuna di esse è registrata in una cella di memoria

that can switch between two states for two possible values,

che può passare da uno stato a un altro con due possibili valori,

0 and 1.

0 e 1.

Files and programs consist of millions of these bits,

File e programmi sono composti da milioni di questi bit,

all processed in the central processing unit,

che vengono tutti processati nell'unità di elaborazione centrale,

or CPU,

o CPU (central processing unit),

that acts as the computer's brain.

che agisce come il cervello del computer.

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

Con l'aumentare del numero di bit che hanno bisogno di essere processati,

computer designers face a constant struggle

i progettisti informatici devono affrontare una lotta continua

between size, cost, and speed.

tra dimensione, costo e velocità.

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

I computer hanno memoria a breve termine per svolgere compiti immediati

and long-term memory for more permanent storage.

e memoria a lungo termine per la memorizzazione permanente.

When you run a program,

Quando esegui un programma,

your operating system allocates area within the short-term memory

il sistema operativo assegna un'area all'interno della memoria a breve termine

for performing those instructions.

per l'esecuzione di tali istruzioni.

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

Per esempio, quando clicchi un tasto nel programma di videoscrittura,

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

la CPU accederà ad una di queste aree per recuperare i bit d'informazione.

It could also modify them, or create new ones.

Inoltre, può modificarle o crearne di nuove.

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

Il tempo che impiega è conosciuto come latenza di memoria.

And because program instructions must be processed quickly and continuously,

Dato che le istruzioni del programma devono essere processate con velocità,

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

si può accedere in qualsiasi ordine ad ogni area della memoria a breve termine

hence the name random access memory.

da qui, il nome di memoria ad accesso casuale.

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

Il modello più comune di RAM è la RAM dinamica, o DRAM.

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

Qui, ogni cellula di memoria è costituita da un piccolo transistor e un condensatore

that store electrical charges,

che immagazzina cariche elettriche,

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

0 quando non c'è carica, o 1 quando c'è.

Such memory is called dynamic

Questa memoria è detta dinamica,

because it only holds charges briefly before they leak away,

perchè trattiene cariche solo per poco, prima che queste vengano perse,

requiring periodic recharging to retain data.

richiedendo un periodico ricaricamento per conservare i dati.

But even its low latency of 100 nanoseconds

Ma anche una latenza bassa di 100 nanosecondi

is too long for modern CPUs,

è troppo lunga per le moderne CPU,

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

per cui c'è anche una piccola memoria interna ad alta velocità,

made from static RAM.

costituita da una RAM statica, o SRAM.

That's usually made up of six interlocked transistors

Questa è solitamente composta da sei transistor interconnessi,

which don't need refreshing.

che non necessitano di ricaricamento.

SRAM is the fastest memory in a computer system,

La SRAM è la memoria più veloce nel sistema di un computer,

but also the most expensive,

ma anche la più costosa,

and takes up three times more space than DRAM.

e occupa tre volte lo spazio della DRAM.

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

Ma la RAM e la cache possono contenere i dati finché questi vengono caricati.

For data to remain once the device is turned off,

Affinchè i dati non vengano persi quando il dispositivo viene spento,

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

devono essere trasferiti in un dispositivo con memoria a lungo termine,

which comes in three major types.

di cui esistono tre tipi principali.

In magnetic storage, which is the cheapest,

Nella memoria magnetica, che è quella più economica,

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

i dati sono immagazzinati come tracciati magnetici

su un disco rotante, ricoperto da pellicola magnetica.

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

Ma, poichè il disco deve ruotare dove sono situate le informazioni,

in order to be read,

affinché queste possano essere lette,

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

la latenza per queste unità è di 100,000 volte più lenta di quella della DRAM.

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

D'altra parte, anche la memoria a base ottica, come DVD e Blu-ray,

also uses spinning discs,

usa dischi rotanti, ma con un rivestimento riflettente.

but with a reflective coating.

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

I bit vengono codificati come punti chiari e scuri,

usando un colorante che può essere letto grazie ad un laser.

While optical storage media are cheap and removable,

I supporti ottici di archiviazione sono economici e rimovibili,

they have even slower latencies than magnetic storage

le loro latenze sono più lente di quelle dei supporti magnetici,

and lower capacity as well.

ma anche la loro capacità è inferiore.

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

Infine, i tipi più nuovi e veloci di memoria a lungo termine

sono le unità a stato solido, come le pennette USB.

like flash sticks.

These have no moving parts,

Queste non hanno parti che si muovono, ma usano transistor a gate flottante,

instead using floating gate transistors

that store bits by trapping or removing electrical charges

che immagazzinano bit, intrappolando o rimuovendo cariche elettriche

within their specially designed internal structures.

dentro strutture interne appositamente progettate.

So how reliable are these billions of bits?

Quindi, quanto sono affidabili questi miliardi di bit?

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

Tendiamo a pensare alla memoria del pc come stabile e permanente,

but it actually degrades fairly quickly.

ma, in realtà, si deteriora abbastanza velocemente.

The heat generated from a device and its environment

Il calore generato dal dispositivo e dall'ambiente in cui si trova,

will eventually demagnetize hard drives,

finirà per smagnetizzare i dischi rigidi,

degrade the dye in optical media,

degraderà il colorante nei supporti ottici

and cause charge leakage in floating gates.

e causerà la dispersione di energia nei gate flottanti.

Solid-state drives also have an additional weakness.

Le unità allo stato solido hanno anche un'ulteriore debolezza.

Repeatedly writing to floating gate transistors corrodes them,

Scrivere ripetutamente sui transistor a gate flottante,

li corrode, rendendoli, infine, inutili.

eventually rendering them useless.

With data on most current storage media

Con i dati sui più attuali supporti di memorizzazione,

having less than a ten-year life expectancy,

che hanno un'aspettativa di vita inferiore ai 10 anni,

scientists are working to exploit the physical properties of materials

gli scienziati cercano di sfruttare le proprietà fisiche dei materiali

down to the quantum level

a livello quantico,

in the hopes of making memory devices faster,

nella speranza di rendere i dispositivi di memoria più veloci,

smaller,

più piccoli

and more durable.

e più durevoli.

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

Per ora, sia per gli umani che per i pc l'immortalità sembra essere fuori portata.