How computer memory works - Kanawat Senanan

Como funciona a memória de computador - Kanawat Senanan

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Ruy Lopes Pereira

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

De muitas formas, nossa memória nos torna quem somos,

nos ajudando a nos lembrarmos do nosso passado,

helping us remember our past,

learn and retain skills,

a aprendermos e preservarmos habilidades e a nos planejarmos nosso futuro.

and plan for the future.

Para os computadores, que normalmente agem como extensões de nós mesmos,

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

memory plays much the same role,

a memória desempenha basicamente o mesmo papel.

whether it's a two-hour movie,

Seja um filme de duas horas, um arquivo de texto de duas palavras,

a two-word text file,

or the instructions for opening either,

ou as instruções para abrir ambos,

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

tudo na memória de um computador assume a forma de unidades básicas

chamadas de "bits", ou dígitos binários.

or binary digits.

Each of these is stored in a memory cell

Cada um deles fica armazenado numa célula de memória

that can switch between two states for two possible values,

que é capaz de alternar entre dois estados ou dois valores possíveis:

0 and 1.

0 e 1.

Arquivos e programas consistem de milhões desses bits,

Files and programs consist of millions of these bits,

all processed in the central processing unit,

todos eles processados na unidade de processamento central, ou CPU,

or CPU,

that acts as the computer's brain.

que atua como o "cérebro" do computador.

Uma vez que o número de bits que precisam ser processados aumenta exponencialmente,

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

computer designers face a constant struggle

os criadores de computadores enfrentam um impasse constante

between size, cost, and speed.

entre tamanho, custo e velocidade.

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

Como nós, os computadores possuem memória de curto prazo para tarefas imediatas

and long-term memory for more permanent storage.

e memória de longo prazo para armazenamentos mais duradouros.

When you run a program,

Ao rodar um programa,

your operating system allocates area within the short-term memory

seu sistema operacional aloca espaço dentro da memória de curto prazo

for performing those instructions.

para realizar essas instruções.

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

Por exemplo, ao pressionar uma tecla num processador de texto,

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

a CPU acessa um desses espaços para recuperar partes de dados.

It could also modify them, or create new ones.

Ela também pode modificá-los ou criar novos.

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

O tempo gasto para isso é chamado de latência de memória.

And because program instructions must be processed quickly and continuously,

Já que as instruções de memória precisam ser processadas rápida e continuamente,

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

todos os espaços dentro da memória de curto prazo

podem ser acessados em qualquer ordem.

hence the name random access memory.

Por isso o nome "memória de acesso aleatório", ou RAM.

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

O tipo mais comum de memória RAM é a RAM dinâmica, ou DRAM.

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

Nela, cada célula de memória consiste de um minúsculo transistor e um capacitor

that store electrical charges,

que armazenam cargas elétricas:

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

um 0 quando não há carga, ou 1 quando há carga.

Such memory is called dynamic

Ela é chamada de dinâmica

because it only holds charges briefly before they leak away,

porque armazena cargas por pouco tempo, até que elas escapem,

o que requer recarga periódica para a retenção de dados.

requiring periodic recharging to retain data.

But even its low latency of 100 nanoseconds

Embora sua latência seja baixa, de 100 nanossegundos,

is too long for modern CPUs,

é muito longa para CPUs modernas.

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

Assim, também existe uma memória cache, pequena e de alta velocidade,

made from static RAM.

feita de RAM estática.

That's usually made up of six interlocked transistors

Ela é normalmente feita de seis transistores interligados,

which don't need refreshing.

que não precisam de atualização.

SRAM is the fastest memory in a computer system,

A SRAM é a memória mais rápida num sistema de computador,

but also the most expensive,

mas também é a mais cara e ocupa três vezes mais espaço que a DRAM.

and takes up three times more space than DRAM.

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

A RAM e a cache, porém, só armazenam dados se estiverem ligadas.

For data to remain once the device is turned off,

Para que os dados permaneçam quando o dispositivo for desligado,

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

devem ser transferidos para um dispositivo de armazenamento de longo prazo,

which comes in three major types.

que vem em três tipos principais.

In magnetic storage, which is the cheapest,

No armazenamento magnético, que é o mais barato,

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

os dados são armazenados como padrão magnético

num disco giratório codificado com filme magnético,

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

mas, como o disco precisa rodar até onde os dados estão alocados,

para que sejam lidos,

in order to be read,

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

a latência desses "drives" é 100 mil vezes mais lenta que a da DRAM.

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

Por outro lado, o armazenamento óptico, como no DVD e no Blu-ray,

also uses spinning discs,

também utiliza discos giratórios, mas com um revestimento refletivo.

but with a reflective coating.

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

Os bits são codificados na forma de pontos claros e escuros,

usando-se uma tinta que é lida por meio de lêiser.

While optical storage media are cheap and removable,

Embora mídias de armazenamento óptico sejam baratas e removíveis,

they have even slower latencies than magnetic storage

elas têm latências ainda mais lentas que a do armazenamento magnético,

and lower capacity as well.

bem como menor capacidade.

Por fim, os mais novos e mais rápidos tipos de armazenamento de longo prazo

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

são drives de estado sólido, como os "pen-drives".

like flash sticks.

These have no moving parts,

Eles não possuem partes móveis,

instead using floating gate transistors

e usam, em vez disso, transistores de porta flutuante,

that store bits by trapping or removing electrical charges

que armazenam bits prendendo ou removendo cargas elétricas

within their specially designed internal structures.

dentro de suas estruturas internas especialmente projetadas para isso.

So how reliable are these billions of bits?

Mas qual a confiabilidade desses bilhões de bits?

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

Tendemos a achar que a memória de computador é estável e permanente,

but it actually degrades fairly quickly.

mas ela se degrada bem rápido, na verdade.

O calor gerado por um dispositivo e por seu ambiente

The heat generated from a device and its environment

acaba desmagnetizando discos rígidos,

will eventually demagnetize hard drives,

degrade the dye in optical media,

degradando a tinta em mídias ópticas

and cause charge leakage in floating gates.

e causando vazamento de cargas elétricas em portas flutuantes.

Drives de estado sólido também têm uma outra fraqueza.

Solid-state drives also have an additional weakness.

Repeatedly writing to floating gate transistors corrodes them,

Gravar repetidamente em transistores de porta flutuante os corrói,

eventually rendering them useless.

o que acaba tornando-os inúteis.

With data on most current storage media

Com dados nas mídias de armazenamento mais atuais

having less than a ten-year life expectancy,

tendo uma vida útil de menos de dez anos,

scientists are working to exploit the physical properties of materials

os cientistas vêm tentando tirar proveito das propriedades físicas dos materiais,

down to the quantum level

em nível quântico,

in the hopes of making memory devices faster,

na esperança de tornar os dispositivos de memória

smaller,

mais rápidos, menores e mais duráveis.

and more durable.

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

Por enquanto, a imortalidade está fora de alcance para humanos e computadores.