NOVÝ SERIÁL

Náš nový seriál si klade za úkol prozkoumat zažité mýty počítačového světa. Ukážeme vám, jak to s nimi doopravdy je.

Výpadek proudu vymaže RAM

Ztratí se po výpadku proudu data uložená v operační paměti? Vysvětlujeme nejznámější počítačové mýty.
MARTIN JÄGER

MÝTUS

Operační paměť (RAM) slouží ke krátkodobému uložení dat spuštěných aplikací a otevřených souborů, ke kterým musí počítač přistupovat s nejvyšší rychlostí. Při výpadku proudu nebo vypnutí počítače se RAM okamžitě vyprázdní a data jsou ztracena.

PRAVDA

Operační paměť se skládá z jednotlivých paměťových buněk, přičemž každá z nich reprezentuje jeden bit. Každá z těchto buněk se dále skládá z tranzistoru a kondenzátoru, který je buď nabit (bitová hodnota 1), nebo nenabit elektrickým nábojem (bitová hodnota 0). Elektrický náboj paměťové buňky je ovládán tranzistorem, který je připojen ke dvěma elektrickým vodičům, označovaným jako adresová linka (word line, WL) a datová linka (bit line, BL). V průběhu zápisu a čtení aktivuje CPU vždy nejprve adresovou linku a tranzistor se přepne do propustného stavu.
Během zápisu přenáší CPU informace po datové lince, přičemž napětí kondenzátoru se vyrovná s napětím datové linky, která může mít hodnotu 0 nebo 1. Při čtení předává kondenzátor napětí datové lince a její napětí vzrůstá nebo klesá podle toho, zda je kondenzátor nabitý nebo vybitý. CPU pak toto napětí interpretuje jako 1 nebo 0, a protože se napětí při čtení snižuje, náboj kondenzátoru je třeba pokaždé obnovit, aby bylo možné obsah buňky opět přečíst (tzv. "Write-back").
Nabitý kondenzátor obsahuje v tomto okamžiku přibližně 100 000 elektronů. Tak malý počet nabitých částic se v případě přerušení elektrického proudu dokáže rychle prosáknout do okolního materiálu paměťového čipu. Aby nedocházelo ke ztrátě dat, způsobené nechtěným únikem napětí z kondenzátoru do okolí, je u moderních paměťových modulů operační paměť aktualizována každých 15 mikrosekund, tedy několikatisíckrát za sekundu. Obsah paměti se nevyprázdní během několika milisekund, protože některé buňky ztrácí napětí pomaleji a jiné rychleji, podle toho, jakého jsou typu. Většina bitů vydrží při pokojové teplotě až dvě sekundy po vypnutí proudu. Pokud bychom však pomocí chladicí kapaliny nebo spreje zchladili paměťové moduly na –50 °C, udržely by kondenzátory napětí mnohem déle. Při této teplotě totiž dochází ke zvýšení rezistence polovodičového materiálu, z něhož jsou paměťové moduly vyrobeny, a díky tomu napětí kondenzátoru "nevyteče" do okolního materiálu tak rychle jako při vyšší teplotě. Tento fakt jsme si v praxi ověřili na našem testovacím počítači, u kterého jsme podchladili paměťové moduly a poté jsme jej přepnuli do spánkového režimu. Přerušili jsme napájení, vyndali jsme paměťové moduly z desky a po několika sekundách je opět zandali. Počítač se probudil se stejným obsahem paměti jako před přerušením proudu.


Struktura a vybíjení operační paměti
Data (bity) jsou v paměti RAM uložena pomocí nabitých či vybitých kondenzátorů a udrží se v nich jen za předpokladu, že je jejich náboj neustále obnovován. Pokud však paměťový modul zchladíme, zůstane kondenzátor nabitý i bez zdroje elektrického proudu.
Paměťový čip Obsahuje až 4 294 967 296 paměťových buněk, tedy bitů.
Adresová linka Otevírá tranzistor pro čtení a zápis dat
Datová linka Přepnutím tranzistoru do propustného režimu umožňuje zápis a čtení.
Kondenzátor Kondenzátor se postupně sám vybíjí, takže je jeho napětí potřeba neustále obnovovat.
Vybíjení Při ochlazení se kondenzátor vybíjí pomaleji, takže data lze přečíst i po krátkodobém výpadku elektrické energie.