1
00:00:06,879 --> 00:00:09,939
In vele opzichten is het geheugen 
wat ons maakt tot wie we zijn:

2
00:00:09,939 --> 00:00:12,129
het helpt ons herinneringen 
terug te halen,

3
00:00:12,129 --> 00:00:13,909
vaardigheden te leren en onthouden

4
00:00:13,909 --> 00:00:16,083
en plannen te maken voor de toekomst.

5
00:00:16,083 --> 00:00:19,816
En voor computers die vaak fungeren
als een verlengstuk van onszelf

6
00:00:19,816 --> 00:00:22,016
speelt geheugen vrijwel dezelfde rol.

7
00:00:22,016 --> 00:00:23,581
Zij het een twee-urige film,

8
00:00:23,581 --> 00:00:25,273
een tekstbestand van twee woorden,

9
00:00:25,273 --> 00:00:28,043
ofwel de instructies 
om deze bestanden te openen;

10
00:00:28,043 --> 00:00:30,113
alles in een computergeheugen

11
00:00:30,113 --> 00:00:33,372
is opgebouwd uit basiselementen die bits

12
00:00:33,372 --> 00:00:35,456
of binaire cijfers heten.

13
00:00:35,846 --> 00:00:38,497
Elk van hen is opgeslagen
in een geheugencel

14
00:00:38,497 --> 00:00:42,315
die schakelt tussen twee toestanden 
voor twee mogelijke waarden;

15
00:00:42,315 --> 00:00:43,947
nul en één.

16
00:00:43,947 --> 00:00:47,177
Documenten en programma's 
bevatten miljoenen van deze bits,

17
00:00:47,177 --> 00:00:50,338
die allemaal verwerkt zijn 
in de centrale verwerkingseenheid,

18
00:00:50,338 --> 00:00:51,556
of CPU,

19
00:00:51,556 --> 00:00:54,026
die fungeert als 
het brein van de computer.

20
00:00:54,026 --> 00:00:57,181
Naarmate het aantal bits
dat moet worden verwerkt

21
00:00:57,181 --> 00:00:58,671
exponentieel toeneemt,

22
00:00:58,671 --> 00:01:01,532
rivaliseren computerontwerpers 
continu met elkaar

23
00:01:01,532 --> 00:01:05,395
om het formaat,
de kostprijs en de processorsnelheid.

24
00:01:05,995 --> 00:01:08,616
Net als wij hebben computers 
een kortetermijngeheugen

25
00:01:08,616 --> 00:01:10,216
om directe taken uit te voeren

26
00:01:10,216 --> 00:01:13,477
en een langetermijngeheugen 
om bestanden permanent op te slaan.

27
00:01:13,647 --> 00:01:15,277
Wanneer je een programma draait,

28
00:01:15,277 --> 00:01:18,950
wijst je besturingssysteem het gebied 
toe in het kortetermijngeheugen

29
00:01:18,950 --> 00:01:20,845
om die instructies uit te voeren.

30
00:01:20,845 --> 00:01:24,392
Als je bijvoorbeeld een toets indrukt
in een tekstverwerker,

31
00:01:24,392 --> 00:01:30,546
heeft de CPU toegang tot een van 
deze locaties om databits op te halen.

32
00:01:30,546 --> 00:01:34,191
Ze kan die ook bewerken 
of nieuwe databits creëren.

33
00:01:34,191 --> 00:01:38,438
De tijdsduur hiervan wordt
de latentie van het geheugen genoemd.

34
00:01:39,098 --> 00:01:43,801
En omdat programma-instructies snel 
en continu verwerkt moeten worden

35
00:01:43,801 --> 00:01:46,463
zijn alle locaties
in het kortetermijngeheugen

36
00:01:46,463 --> 00:01:48,563
willekeurig toegankelijk,

37
00:01:48,563 --> 00:01:51,504
vandaar de naam 
'willekeurig toegankelijk geheugen'.

38
00:01:51,504 --> 00:01:55,900
Het meest voorkomende type RAM 
is dynamische RAM of DRAM.

39
00:01:55,900 --> 00:02:00,989
Daar bevat elke geheugencel 
een minuscule transistor en condensator

40
00:02:00,989 --> 00:02:02,987
die elektrische ladingen opslaan,

41
00:02:02,987 --> 00:02:07,465
een nul als er geen lading is, 
of een één als er wel lading is.

42
00:02:07,465 --> 00:02:09,287
Men noemt dit dynamisch geheugen

43
00:02:09,287 --> 00:02:13,120
omdat het enkel voor korte tijd 
ladingen vasthoudt voordat ze weglekken,

44
00:02:13,120 --> 00:02:16,579
waardoor ze periodiek opgeladen 
moeten worden om data te behouden.

45
00:02:16,579 --> 00:02:20,006
Maar zelfs zijn lage latentie 
van 100 nanoseconden

46
00:02:20,006 --> 00:02:22,651
duurt te lang voor moderne CPUs,

47
00:02:22,651 --> 00:02:26,563
en dus is er ook een klein, 
razendsnel ingebouwd cache-geheugen

48
00:02:26,563 --> 00:02:28,513
gemaakt van statistische RAM.

49
00:02:28,513 --> 00:02:31,562
Dat bestaat meestal uit 
zes gekoppelde transistoren

50
00:02:31,562 --> 00:02:33,484
die niet ververst hoeven te worden.

51
00:02:33,484 --> 00:02:36,779
SRAM is het snelste geheugen
in een computersysteem

52
00:02:36,779 --> 00:02:38,680
maar ook het duurste,

53
00:02:38,680 --> 00:02:42,414
en het neemt drie keer zoveel 
ruimte in beslag dan DRAM.

54
00:02:42,414 --> 00:02:46,407
Maar RAM en cache kunnen alleen data 
vasthouden zolang ze onder spanning staan.

55
00:02:46,407 --> 00:02:49,495
Om data te behouden
wanneer het apparaat uitstaat,

56
00:02:49,495 --> 00:02:53,005
moet het worden overgezet naar
een lange-termijn opslagmedium,

57
00:02:53,005 --> 00:02:55,291
dat beschikbaar is 
in drie hoofdcategorieën.

58
00:02:55,291 --> 00:02:57,739
Bij magnetische opslag, 
de goedkoopste methode,

59
00:02:57,739 --> 00:03:00,180
is data opgeslagen 
in magnetische patronen

60
00:03:00,180 --> 00:03:03,560
op een ronddraaiende schijf die voorzien 
is van een laag magneetfolie.

61
00:03:03,560 --> 00:03:06,963
Maar omdat de schijf moet roteren
naar waar de data zich bevindt,

62
00:03:06,963 --> 00:03:08,381
opdat ze gelezen kan worden,

63
00:03:08,381 --> 00:03:14,130
is de latentie voor zulke schijven 
100.000 keer trager dan die van DRAM.

64
00:03:14,380 --> 00:03:18,496
Optische opslagmedia daarentegen, 
zoals dvd's en blu-ray

65
00:03:18,496 --> 00:03:20,641
maken ook gebruik 
van ronddraaiende schijven,

66
00:03:20,641 --> 00:03:22,613
maar die bevatten een reflecterende laag.

67
00:03:22,613 --> 00:03:25,409
Bits zijn gecodeerd als
lichte en donkere vlekken

68
00:03:25,409 --> 00:03:28,219
door middel van een kleurstof,
die een laser kan aflezen.

69
00:03:28,219 --> 00:03:31,151
Hoewel optische opslagmedia 
goedkoop en verwijderbaar zijn,

70
00:03:31,151 --> 00:03:34,558
bevatten ze zelfs tragere latenties 
dan magnetische opslag

71
00:03:34,558 --> 00:03:36,806
en ook een lagere capaciteit.

72
00:03:37,116 --> 00:03:41,041
Tot slot is er de nieuwste
en snelste langetermijnopslag:

73
00:03:41,041 --> 00:03:42,771
solid state drives,

74
00:03:42,771 --> 00:03:44,025
zoals USB-sticks.

75
00:03:44,025 --> 00:03:45,957
Die bevatten geen bewegende delen

76
00:03:45,957 --> 00:03:48,797
maar gebruiken zwevende poorttransistoren

77
00:03:48,797 --> 00:03:53,134
die bits opslaan door elektrische 
ladingen te vangen of te verwijderen

78
00:03:53,134 --> 00:03:56,933
binnen hun speciaal 
ontworpen interne structuren.

79
00:03:56,933 --> 00:03:59,969
Hoe betrouwbaar zijn 
deze miljarden bits dan?

80
00:03:59,969 --> 00:04:03,463
We zijn geneigd te denken dat 
computergeheugen stabiel en permanent is,

81
00:04:03,463 --> 00:04:06,133
maar eigenlijk verslechtert 
het tamelijk snel.

82
00:04:06,133 --> 00:04:09,000
De warmteproductie van
een apparaat en zijn omgeving

83
00:04:09,000 --> 00:04:11,739
zal uiteindelijk harde 
schijven demagnetiseren,

84
00:04:11,739 --> 00:04:13,991
de kleurstof aantasten in optische media

85
00:04:13,991 --> 00:04:17,115
en een spanningslek veroorzaken
in zwevende poorten.

86
00:04:17,115 --> 00:04:20,081
Solid-state drives hebben 
nog een bijkomend zwak punt.

87
00:04:20,081 --> 00:04:24,095
Het herhaaldelijk overschrijven naar 
zwevende poorttransistoren tast ze aan,

88
00:04:24,095 --> 00:04:26,705
waardoor ze uiteindelijk 
onbruikbaar worden.

89
00:04:26,705 --> 00:04:29,215
Gezien data op de meeste
recente opslagmedia

90
00:04:29,215 --> 00:04:31,958
een levensverwachting heeft
van minder dan tien jaar,

91
00:04:31,958 --> 00:04:36,333
werken wetenschappers eraan om 
de fysieke eigenschappen van materialen

92
00:04:36,333 --> 00:04:38,449
op kwantum-niveau te benutten

93
00:04:38,449 --> 00:04:40,248
in de hoop om geheugenmedia

94
00:04:40,248 --> 00:04:43,263
sneller, kleiner en duurzamer te maken.

95
00:04:43,459 --> 00:04:46,545
Voorlopig blijft
onsterfelijkheid onbereikbaar

96
00:04:46,545 --> 00:04:48,965
voor zowel mens als computer.