How computer memory works - Kanawat Senanan

Prevodilac: Miloš Milosavljević Lektor: Ivana Krivokuća

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

Naša memorija nas umnogome čini onakvima kakvi jesmo,

tako što nam pomaže da se setimo prošlosti,

helping us remember our past,

learn and retain skills,

da naučimo i upamtimo veštine

and plan for the future.

i planiramo budućnost.

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

Kod kompjutera, koji često funkcionišu kao produžetak nas samih,

memory plays much the same role,

memorija igra istu ulogu.

whether it's a two-hour movie,

Bilo da je u pitanju film od dva sata,

a two-word text file,

tekstualni dokument od dve reči

or the instructions for opening either,

ili uputstvo za otvaranje nečeg od ta dva,

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

sve u kompjuterskoj memoriji je u obliku osnovnih jedinica zvanih „bitovi“

or binary digits.

ili „binarne cifre“.

Each of these is stored in a memory cell

Svaka od njih je uskladištena u memorijskoj ćeliji

that can switch between two states for two possible values,

koja može biti u jednom od dva stanja za dve moguće vrednosti:

0 and 1.

0 i 1.

Dokumenti i programi se sastoje od miliona ovakvih bitova

Files and programs consist of millions of these bits,

all processed in the central processing unit,

koji se obrađuju u centralnoj procesorskoj jedinici

or CPU,

ili CPU,

that acts as the computer's brain.

koja se ponaša kao mozak kompjutera.

Kako broj bitova koji treba da se obrade eksponencijalno raste,

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

computer designers face a constant struggle

konstruktori kompjutera se suočavaju sa stalnom borbom

between size, cost, and speed.

između veličine, cene i brzine.

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

Kao i mi, kompjuteri imaju kratkotrajnu memoriju za brze zadatke

and long-term memory for more permanent storage.

i dugotrajnu memoriju za trajnije čuvanje.

When you run a program,

Kada pokrenete neki program,

your operating system allocates area within the short-term memory

vaš operativni sistem dodeljuje oblast u kratkotrajnoj memoriji

for performing those instructions.

za izvršavanje ovih naredbi.

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

Na primer, kad pritisnete dugme u programu za obradu teksta,

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

CPU će pristupiti jednoj od ovih lokacija da bi preuzeo bitove podataka.

It could also modify them, or create new ones.

On ih takođe može i modifikovati ili napraviti nove.

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

Vreme koje je za to potrebno naziva se latencija memorije.

And because program instructions must be processed quickly and continuously,

A zbog toga što se instrukcije programa moraju obrađivati brzo i neprestano,

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

svim lokacijama u krakotrajnoj memoriji može se pristupiti bilo kojim redosledom

hence the name random access memory.

i otud naziv „memorija sa nasumičnim pristupom“ (RAM).

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

Najuobičajenija vrsta RAM-a je dinamička RAM ili DRAM memorija.

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

U njoj, svaka memorijska ćelija se sastoji od malog tranzistora i kondenzatora

that store electrical charges,

u kojima su uskladištena naelektrisanja -

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

0, kad nema naelektrisanja ili 1, kad ima naelektrisanja.

Such memory is called dynamic

Takva memorija se naziva dinamička

because it only holds charges briefly before they leak away,

jer zadržava naelektrisanja samo kratko pre nego što nestanu

requiring periodic recharging to retain data.

i zahteva periodično napajanje da bi zadržala podatke.

But even its low latency of 100 nanoseconds

Međutim, čak je i njena niska latencija od 100 nanosekundi

is too long for modern CPUs,

preduga za moderne procesore,

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

pa postoji i mala „keš“ unutrašnja memorija koja ima veliku brzinu

made from static RAM.

napravljena od statičke RAM memorije.

That's usually made up of six interlocked transistors

Obično se sastoji od šest povezanih tranzistora

which don't need refreshing.

kojima ne treba osvežavanje.

SRAM is the fastest memory in a computer system,

SRAM je najbrža memorija u kompjuterskom sistemu,

but also the most expensive,

ali je i najskuplja

and takes up three times more space than DRAM.

i zauzima tri puta više prostora od DRAM memorije.

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

Međutim, RAM memorija i keš mogu da čuvaju podatke samo dok ima napajanja.

For data to remain once the device is turned off,

Da bi se podaci zadržali kad je uređaj isključen,

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

oni se moraju prebaciti u dugotrajni nosač podataka

which comes in three major types.

koji se javlja u tri glavna oblika.

In magnetic storage, which is the cheapest,

U magnetnom nosaču podataka, koji je najjeftiniji,

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

podaci se čuvaju u obliku koncentričnih krugova

na magnetizovanom disku koji se okreće.

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

Međutim, zbog toga što disk mora da se okrene tamo gde su podaci sačuvani

in order to be read,

da bi ih pročitao,

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

latencija ovih diskova je 100 000 puta sporija od onih u DRAM memoriji.

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

S druge strane, optički nosači podataka kao što su DVD i Blu-rej

also uses spinning discs,

takođe koriste rotirajuće diskove,

but with a reflective coating.

ali sa površinskim slojem koji odbija svetlost.

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

Bitovi su enkodirani u vidu svetlih i tamnih tačaka

sa bojom koja može da se očita pomoću lasera.

While optical storage media are cheap and removable,

Mada su optički nosači podataka jeftini i prenosni,

they have even slower latencies than magnetic storage

oni imaju čak i sporije latencije od magnetnih nosača podataka,

and lower capacity as well.

kao i manji kapacitet.

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

I na kraju, najnoviji i najbrži oblici dugotrajnih nosača podataka

su poluprovodnički diskovi (SSD)

like flash sticks.

kao što su USB memorije.

These have no moving parts,

Oni nemaju pokretnih delova

instead using floating gate transistors

i umesto toga, koriste MOSFET tranzistore

that store bits by trapping or removing electrical charges

koji skladište bitove tako što zadržavaju ili otpuštaju naelektrisanja

within their specially designed internal structures.

u svojoj specijalno konstruisanoj unutrašnjoj strukturi.

So how reliable are these billions of bits?

Koliko su, dakle, pouzdane ove milijarde bitova?

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

Obično mislimo da je kompjuterska memorija stabilna i trajna,

but it actually degrades fairly quickly.

ali, u stvari, ona se raspada vrlo brzo.

The heat generated from a device and its environment

Toplota koju stvara uređaj i njegovo okruženje

will eventually demagnetize hard drives,

u nekom trenutku će razmagnetisati diskove,

degrade the dye in optical media,

izbledeti boju u optičkim nosačima podataka

and cause charge leakage in floating gates.

i prouzrokovati curenje naelektrisanja na gejtovima tranzistora.

Solid-state drives also have an additional weakness.

Poluprovodnički diskovi takođe imaju i dodatnu slabost.

Repeatedly writing to floating gate transistors corrodes them,

Višestruko upisivanje na gejtu tranzistora dovodi do njihove korozije

eventually rendering them useless.

i na kraju ih učini neupotrebljivima.

With data on most current storage media

S obzirom da je životni vek većine nosača podataka danas

having less than a ten-year life expectancy,

manji od deset godina,

scientists are working to exploit the physical properties of materials

naučnici pokušavaju da iskoriste fizičke osobine materijala

down to the quantum level

u kvantnim razmerama

in the hopes of making memory devices faster,

u nadi da će učiniti memorijske uređaje bržima,

smaller,

manjima

and more durable.

i trajnijima.

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

Za sada, besmrtnost je izvan domašaja, kako ljudi, tako i kompjutera.