WEBVTT

00:00:06.879 --> 00:00:09.939
In vele opzichten is het geheugen 
wat ons maakt tot wie we zijn:

00:00:09.939 --> 00:00:12.129
het helpt ons herinneringen 
terug te halen,

00:00:12.129 --> 00:00:13.909
vaardigheden te leren en onthouden

00:00:13.909 --> 00:00:16.083
en plannen te maken voor de toekomst.

00:00:16.083 --> 00:00:19.816
En voor computers die vaak fungeren
als een verlengstuk van onszelf

00:00:19.816 --> 00:00:22.016
speelt geheugen vrijwel dezelfde rol.

00:00:22.016 --> 00:00:23.581
Zij het een twee-urige film,

00:00:23.581 --> 00:00:25.273
een tekstbestand van twee woorden,

00:00:25.273 --> 00:00:28.043
ofwel de instructies 
om deze bestanden te openen;

00:00:28.043 --> 00:00:30.113
alles in een computergeheugen

00:00:30.113 --> 00:00:33.372
is opgebouwd uit basiselementen die bits

00:00:33.372 --> 00:00:35.456
of binaire cijfers heten.

00:00:35.846 --> 00:00:38.497
Elk van hen is opgeslagen
in een geheugencel

00:00:38.497 --> 00:00:42.315
die schakelt tussen twee toestanden 
voor twee mogelijke waarden;

00:00:42.315 --> 00:00:43.947
nul en één.

00:00:43.947 --> 00:00:47.177
Documenten en programma's 
bevatten miljoenen van deze bits,

00:00:47.177 --> 00:00:50.338
die allemaal verwerkt zijn 
in de centrale verwerkingseenheid,

00:00:50.338 --> 00:00:51.556
of CPU,

00:00:51.556 --> 00:00:54.026
die fungeert als 
het brein van de computer.

00:00:54.026 --> 00:00:57.181
Naarmate het aantal bits
dat moet worden verwerkt

00:00:57.181 --> 00:00:58.671
exponentieel toeneemt,

00:00:58.671 --> 00:01:01.532
rivaliseren computerontwerpers 
continu met elkaar

00:01:01.532 --> 00:01:05.395
om het formaat,
de kostprijs en de processorsnelheid.

00:01:05.995 --> 00:01:08.616
Net als wij hebben computers 
een kortetermijngeheugen

00:01:08.616 --> 00:01:10.216
om directe taken uit te voeren

00:01:10.216 --> 00:01:13.477
en een langetermijngeheugen 
om bestanden permanent op te slaan.

00:01:13.647 --> 00:01:15.277
Wanneer je een programma draait,

00:01:15.277 --> 00:01:18.950
wijst je besturingssysteem het gebied 
toe in het kortetermijngeheugen

00:01:18.950 --> 00:01:20.845
om die instructies uit te voeren.

00:01:20.845 --> 00:01:24.392
Als je bijvoorbeeld een toets indrukt
in een tekstverwerker,

00:01:24.392 --> 00:01:30.546
heeft de CPU toegang tot een van 
deze locaties om databits op te halen.

00:01:30.546 --> 00:01:34.191
Ze kan die ook bewerken 
of nieuwe databits creëren.

00:01:34.191 --> 00:01:38.438
De tijdsduur hiervan wordt
de latentie van het geheugen genoemd.

00:01:39.098 --> 00:01:43.801
En omdat programma-instructies snel 
en continu verwerkt moeten worden

00:01:43.801 --> 00:01:46.463
zijn alle locaties
in het kortetermijngeheugen

00:01:46.463 --> 00:01:48.563
willekeurig toegankelijk,

00:01:48.563 --> 00:01:51.504
vandaar de naam 
'willekeurig toegankelijk geheugen'.

00:01:51.504 --> 00:01:55.900
Het meest voorkomende type RAM 
is dynamische RAM of DRAM.

00:01:55.900 --> 00:02:00.989
Daar bevat elke geheugencel 
een minuscule transistor en condensator

00:02:00.989 --> 00:02:02.987
die elektrische ladingen opslaan,

00:02:02.987 --> 00:02:07.465
een nul als er geen lading is, 
of een één als er wel lading is.

00:02:07.465 --> 00:02:09.287
Men noemt dit dynamisch geheugen

00:02:09.287 --> 00:02:13.120
omdat het enkel voor korte tijd 
ladingen vasthoudt voordat ze weglekken,

00:02:13.120 --> 00:02:16.579
waardoor ze periodiek opgeladen 
moeten worden om data te behouden.

00:02:16.579 --> 00:02:20.006
Maar zelfs zijn lage latentie 
van 100 nanoseconden

00:02:20.006 --> 00:02:22.651
duurt te lang voor moderne CPUs,

00:02:22.651 --> 00:02:26.563
en dus is er ook een klein, 
razendsnel ingebouwd cache-geheugen

00:02:26.563 --> 00:02:28.513
gemaakt van statistische RAM.

00:02:28.513 --> 00:02:31.562
Dat bestaat meestal uit 
zes gekoppelde transistoren

00:02:31.562 --> 00:02:33.484
die niet ververst hoeven te worden.

00:02:33.484 --> 00:02:36.779
SRAM is het snelste geheugen
in een computersysteem

00:02:36.779 --> 00:02:38.680
maar ook het duurste,

00:02:38.680 --> 00:02:42.414
en het neemt drie keer zoveel 
ruimte in beslag dan DRAM.

00:02:42.414 --> 00:02:46.407
Maar RAM en cache kunnen alleen data 
vasthouden zolang ze onder spanning staan.

00:02:46.407 --> 00:02:49.495
Om data te behouden
wanneer het apparaat uitstaat,

00:02:49.495 --> 00:02:53.005
moet het worden overgezet naar
een lange-termijn opslagmedium,

00:02:53.005 --> 00:02:55.291
dat beschikbaar is 
in drie hoofdcategorieën.

00:02:55.291 --> 00:02:57.739
Bij magnetische opslag, 
de goedkoopste methode,

00:02:57.739 --> 00:03:00.180
is data opgeslagen 
in magnetische patronen

00:03:00.180 --> 00:03:03.560
op een ronddraaiende schijf die voorzien 
is van een laag magneetfolie.

00:03:03.560 --> 00:03:06.963
Maar omdat de schijf moet roteren
naar waar de data zich bevindt,

00:03:06.963 --> 00:03:08.381
opdat ze gelezen kan worden,

00:03:08.381 --> 00:03:14.130
is de latentie voor zulke schijven 
100.000 keer trager dan die van DRAM.

00:03:14.380 --> 00:03:18.496
Optische opslagmedia daarentegen, 
zoals dvd's en blu-ray

00:03:18.496 --> 00:03:20.641
maken ook gebruik 
van ronddraaiende schijven,

00:03:20.641 --> 00:03:22.613
maar die bevatten een reflecterende laag.

00:03:22.613 --> 00:03:25.409
Bits zijn gecodeerd als
lichte en donkere vlekken

00:03:25.409 --> 00:03:28.219
door middel van een kleurstof,
die een laser kan aflezen.

00:03:28.219 --> 00:03:31.151
Hoewel optische opslagmedia 
goedkoop en verwijderbaar zijn,

00:03:31.151 --> 00:03:34.558
bevatten ze zelfs tragere latenties 
dan magnetische opslag

00:03:34.558 --> 00:03:36.806
en ook een lagere capaciteit.

00:03:37.116 --> 00:03:41.041
Tot slot is er de nieuwste
en snelste langetermijnopslag:

00:03:41.041 --> 00:03:42.771
solid state drives,

00:03:42.771 --> 00:03:44.025
zoals USB-sticks.

00:03:44.025 --> 00:03:45.957
Die bevatten geen bewegende delen

00:03:45.957 --> 00:03:48.797
maar gebruiken zwevende poorttransistoren

00:03:48.797 --> 00:03:53.134
die bits opslaan door elektrische 
ladingen te vangen of te verwijderen

00:03:53.134 --> 00:03:56.933
binnen hun speciaal 
ontworpen interne structuren.

00:03:56.933 --> 00:03:59.969
Hoe betrouwbaar zijn 
deze miljarden bits dan?

00:03:59.969 --> 00:04:03.463
We zijn geneigd te denken dat 
computergeheugen stabiel en permanent is,

00:04:03.463 --> 00:04:06.133
maar eigenlijk verslechtert 
het tamelijk snel.

00:04:06.133 --> 00:04:09.000
De warmteproductie van
een apparaat en zijn omgeving

00:04:09.000 --> 00:04:11.739
zal uiteindelijk harde 
schijven demagnetiseren,

00:04:11.739 --> 00:04:13.991
de kleurstof aantasten in optische media

00:04:13.991 --> 00:04:17.115
en een spanningslek veroorzaken
in zwevende poorten.

00:04:17.115 --> 00:04:20.081
Solid-state drives hebben 
nog een bijkomend zwak punt.

00:04:20.081 --> 00:04:24.095
Het herhaaldelijk overschrijven naar 
zwevende poorttransistoren tast ze aan,

00:04:24.095 --> 00:04:26.705
waardoor ze uiteindelijk 
onbruikbaar worden.

00:04:26.705 --> 00:04:29.215
Gezien data op de meeste
recente opslagmedia

00:04:29.215 --> 00:04:31.958
een levensverwachting heeft
van minder dan tien jaar,

00:04:31.958 --> 00:04:36.333
werken wetenschappers eraan om 
de fysieke eigenschappen van materialen

00:04:36.333 --> 00:04:38.449
op kwantum-niveau te benutten

00:04:38.449 --> 00:04:40.248
in de hoop om geheugenmedia

00:04:40.248 --> 00:04:43.263
sneller, kleiner en duurzamer te maken.

00:04:43.459 --> 00:04:46.545
Voorlopig blijft
onsterfelijkheid onbereikbaar

00:04:46.545 --> 00:04:48.965
voor zowel mens als computer.