De muitas formas, nossa memória nos torna quem somos,
nos ajudando a nos lembrarmos do nosso passado,
a aprendermos e preservarmos habilidades e a nos planejarmos nosso futuro.
Para os computadores, que normalmente agem como extensões de nós mesmos,
a memória desempenha basicamente o mesmo papel.
Seja um filme de duas horas, um arquivo de texto de duas palavras,
ou as instruções para abrir ambos,
tudo na memória de um computador assume a forma de unidades básicas
chamadas de "bits", ou dígitos binários.
Cada um deles fica armazenado numa célula de memória
que é capaz de alternar entre dois estados ou dois valores possíveis:
0 e 1.
Arquivos e programas consistem de milhões desses bits,
todos eles processados na unidade de processamento central, ou CPU,
que atua como o "cérebro" do computador.
Uma vez que o número de bits que precisam ser processados aumenta exponencialmente,
os criadores de computadores enfrentam um impasse constante
entre tamanho, custo e velocidade.
Como nós, os computadores possuem memória de curto prazo para tarefas imediatas
e memória de longo prazo para armazenamentos mais duradouros.
Ao rodar um programa,
seu sistema operacional aloca espaço dentro da memória de curto prazo
para realizar essas instruções.
Por exemplo, ao pressionar uma tecla num processador de texto,
a CPU acessa um desses espaços para recuperar partes de dados.
Ela também pode modificá-los ou criar novos.
O tempo gasto para isso é chamado de latência de memória.
Já que as instruções de memória precisam ser processadas rápida e continuamente,
todos os espaços dentro da memória de curto prazo
podem ser acessados em qualquer ordem.
Por isso o nome "memória de acesso aleatório", ou RAM.
O tipo mais comum de memória RAM é a RAM dinâmica, ou DRAM.
Nela, cada célula de memória consiste de um minúsculo transistor e um capacitor
que armazenam cargas elétricas:
um 0 quando não há carga, ou 1 quando há carga.
Ela é chamada de dinâmica
porque armazena cargas por pouco tempo, até que elas escapem,
o que requer recarga periódica para a retenção de dados.
Embora sua latência seja baixa, de 100 nanossegundos,
é muito longa para CPUs modernas.
Assim, também existe uma memória cache, pequena e de alta velocidade,
feita de RAM estática.
Ela é normalmente feita de seis transistores interligados,
que não precisam de atualização.
A SRAM é a memória mais rápida num sistema de computador,
mas também é a mais cara e ocupa três vezes mais espaço que a DRAM.
A RAM e a cache, porém, só armazenam dados se estiverem ligadas.
Para que os dados permaneçam quando o dispositivo for desligado,
devem ser transferidos para um dispositivo de armazenamento de longo prazo,
que vem em três tipos principais.
No armazenamento magnético, que é o mais barato,
os dados são armazenados como padrão magnético
num disco giratório codificado com filme magnético,
mas, como o disco precisa rodar até onde os dados estão alocados,
para que sejam lidos,
a latência desses "drives" é 100 mil vezes mais lenta que a da DRAM.
Por outro lado, o armazenamento óptico, como no DVD e no Blu-ray,
também utiliza discos giratórios, mas com um revestimento refletivo.
Os bits são codificados na forma de pontos claros e escuros,
usando-se uma tinta que é lida por meio de lêiser.
Embora mídias de armazenamento óptico sejam baratas e removíveis,
elas têm latências ainda mais lentas que a do armazenamento magnético,
bem como menor capacidade.
Por fim, os mais novos e mais rápidos tipos de armazenamento de longo prazo
são drives de estado sólido, como os "pen-drives".
Eles não possuem partes móveis,
e usam, em vez disso, transistores de porta flutuante,
que armazenam bits prendendo ou removendo cargas elétricas
dentro de suas estruturas internas especialmente projetadas para isso.
Mas qual a confiabilidade desses bilhões de bits?
Tendemos a achar que a memória de computador é estável e permanente,
mas ela se degrada bem rápido, na verdade.
O calor gerado por um dispositivo e por seu ambiente
acaba desmagnetizando discos rígidos,
degradando a tinta em mídias ópticas
e causando vazamento de cargas elétricas em portas flutuantes.
Drives de estado sólido também têm uma outra fraqueza.
Gravar repetidamente em transistores de porta flutuante os corrói,
o que acaba tornando-os inúteis.
Com dados nas mídias de armazenamento mais atuais
tendo uma vida útil de menos de dez anos,
os cientistas vêm tentando tirar proveito das propriedades físicas dos materiais,
em nível quântico,
na esperança de tornar os dispositivos de memória
mais rápidos, menores e mais duráveis.
Por enquanto, a imortalidade está fora de alcance para humanos e computadores.