1
00:00:06,879 --> 00:00:09,850
在許多方面來說，
記憶決定了我們是「誰」、

2
00:00:10,010 --> 00:00:12,059
讓我們想起過去、

3
00:00:12,059 --> 00:00:13,989
學習、維持技能、

4
00:00:13,989 --> 00:00:16,273
以及計畫未來。

5
00:00:16,273 --> 00:00:19,916
對作為人類延伸角色的電腦來說，

6
00:00:19,916 --> 00:00:22,126
記憶體的功用大致相同，

7
00:00:22,126 --> 00:00:23,711
無論 1 部 2 小時的電影、

8
00:00:23,711 --> 00:00:25,283
或 2 個單字的文字檔、

9
00:00:25,283 --> 00:00:27,833
或是打開它們的指令，

10
00:00:27,833 --> 00:00:33,372
無論如何，電腦記憶體
都以「位元」形式存放，

11
00:00:33,372 --> 00:00:35,796
或稱「二進位」數字。

12
00:00:35,846 --> 00:00:38,387
每 1 位元存放於
1 個「記憶元」中，

13
00:00:38,387 --> 00:00:42,185
且有 2 個狀態代表 2 個值：

14
00:00:42,185 --> 00:00:44,057
0 與 1。

15
00:00:44,057 --> 00:00:47,177
檔案與程式由數百萬個位元組成，

16
00:00:47,177 --> 00:00:50,428
全部都在中央處理器中處理，

17
00:00:50,428 --> 00:00:51,746
稱為 CPU －

18
00:00:51,746 --> 00:00:53,646
作用如同電腦的大腦。

19
00:00:53,646 --> 00:00:58,671
隨著處理的位元容量指數成長，

20
00:00:58,671 --> 00:01:01,482
電腦設計師不斷努力處理

21
00:01:01,482 --> 00:01:05,705
容量、成本、和處理速度
三方面的難題。

22
00:01:05,765 --> 00:01:10,126
如同我們，電腦擁有短暫記憶體，
用於即時任務，

23
00:01:10,126 --> 00:01:13,387
與永久記憶體作為儲存空間。

24
00:01:13,407 --> 00:01:15,277
當你執行程式時，

25
00:01:15,277 --> 00:01:18,950
作業作系統會分配短暫記憶體

26
00:01:18,950 --> 00:01:20,845
以便執行程式指令。

27
00:01:20,845 --> 00:01:24,392
例如，當你在編輯器中
上按下 1 個鍵時，

28
00:01:24,392 --> 00:01:29,976
CPU 立即存取記憶體，
取得資料對應的位元組。

29
00:01:30,056 --> 00:01:33,861
可以修改位元組的值，
或是新增位元組。

30
00:01:33,861 --> 00:01:38,518
存取所花費的時間稱為「讀取時間」。

31
00:01:38,658 --> 00:01:43,801
由於程式的指令必須
迅速與連續的進行處理，

32
00:01:43,801 --> 00:01:48,563
因此所有短暫記憶體
皆可按照任意順序來存取，

33
00:01:48,563 --> 00:01:51,534
故又稱為「隨機存取記憶體」
- R A M。

34
00:01:51,534 --> 00:01:55,900
最常見的 RAM 為
「動態隨機存取記憶體」- D R A M

35
00:01:55,900 --> 00:02:00,879
每個記憶元由微小
電晶體和電容組成，

36
00:02:00,879 --> 00:02:02,859
可以儲存電荷，

37
00:02:03,177 --> 00:02:07,055
0 值為不含電荷，
1 值則含電荷。

38
00:02:07,055 --> 00:02:09,167
此類記憶體稱為「動態」
的原因是：

39
00:02:09,167 --> 00:02:13,220
因為電荷洩漏很快，
所以維持狀態很短暫，

40
00:02:13,220 --> 00:02:16,589
需要高速重複
供應電荷以保持狀態。

41
00:02:16,589 --> 00:02:20,006
即便已是相當快速的 
0.1 微秒的讀取時間，

42
00:02:20,006 --> 00:02:22,581
對於現代 CPU 來說仍然太慢，

43
00:02:22,581 --> 00:02:26,563
所以另一種高速「快取記憶體」

44
00:02:26,563 --> 00:02:28,473
由「靜態」RAM 組成- SRAM。

45
00:02:28,473 --> 00:02:31,716
通常以 6 個相互聯結的電晶體構成，

46
00:02:31,716 --> 00:02:33,624
不需高速重複充電。

47
00:02:33,624 --> 00:02:36,779
SRAM 是計算機系統
中最快的記憶體，

48
00:02:36,779 --> 00:02:38,680
但也是最貴的，

49
00:02:38,680 --> 00:02:42,414
比 DRAM 多 3 倍的占用空間。

50
00:02:42,414 --> 00:02:46,397
RAM 和快取記憶體只能在
供電情況下保持資料。

51
00:02:46,397 --> 00:02:49,625
若要在斷電後保留資料，

52
00:02:49,625 --> 00:02:53,005
必須將它們搬到「永久」儲存裝置上，

53
00:02:53,005 --> 00:02:55,291
市面上有 3 種儲存裝置。

54
00:02:55,291 --> 00:02:57,739
「磁」儲存裝置最便宜，

55
00:02:57,739 --> 00:03:03,560
資料以「磁性」形式儲存於
磁膜塗層的轉盤上。

56
00:03:03,560 --> 00:03:07,053
因圓盤必須旋轉到資料儲存的位置

57
00:03:07,053 --> 00:03:08,591
才能讀取得到，

58
00:03:08,591 --> 00:03:14,320
所以「磁」儲存裝置的讀取時間
比 DRAM 慢了100,000 倍。

59
00:03:14,320 --> 00:03:18,626
第 2 類為「光」儲存裝置，
如： DVD 與 藍光

60
00:03:18,626 --> 00:03:20,621
同樣也是轉盤設計，

61
00:03:20,621 --> 00:03:22,683
不過使用的是「光可反射」塗層。

62
00:03:22,683 --> 00:03:28,149
位元值使用可被雷射讀取的
顏料編碼成「光點」與「暗點」。

63
00:03:28,149 --> 00:03:31,151
儘管光儲存裝置便宜且可移除，

64
00:03:31,151 --> 00:03:34,668
但它們的讀取時間比磁儲存裝置更慢

65
00:03:34,668 --> 00:03:37,186
容量較小。

66
00:03:37,186 --> 00:03:42,871
最後一類永久儲存裝置為
最新型的固態硬碟，

67
00:03:42,871 --> 00:03:44,025
例如快閃隨身碟。

68
00:03:44,025 --> 00:03:45,957
它們沒有機械組件，

69
00:03:45,957 --> 00:03:48,627
而是使用浮動閘極電晶體

70
00:03:48,627 --> 00:03:53,134
「捕捉」與「釋放」電荷來
呈現資料的位元值

71
00:03:53,134 --> 00:03:56,983
這是利用內部結構
的特殊設計使然。

72
00:03:56,983 --> 00:03:59,899
而這些成千上百億的
位元可靠性如何？

73
00:03:59,899 --> 00:04:03,463
我們總認為電腦記憶體
具有穩定性和永久性，

74
00:04:03,463 --> 00:04:06,363
但實際上性能降低相當得快。

75
00:04:06,363 --> 00:04:09,000
裝置和本身與周邊所產生的熱

76
00:04:09,000 --> 00:04:11,739
最終將導致硬碟消磁，

77
00:04:11,739 --> 00:04:14,011
光碟上的顏料退化，

78
00:04:14,011 --> 00:04:17,115
以及浮動閘極電荷的漏失。

79
00:04:17,115 --> 00:04:20,081
固態硬碟還有其他缺點：

80
00:04:20,081 --> 00:04:24,095
在不斷重複寫入下，
將造成電晶體的銹蝕，

81
00:04:24,095 --> 00:04:26,565
最終導致失效。

82
00:04:26,565 --> 00:04:29,275
當今大絕大多數儲存的資料

83
00:04:29,275 --> 00:04:31,958
預期壽命都不會超過 10 年，

84
00:04:31,958 --> 00:04:36,343
所以科學家正嘗試活用
物質的物理特性

85
00:04:36,343 --> 00:04:38,649
深入至量子研究層級，

86
00:04:38,649 --> 00:04:40,998
希望下一代記憶體裝置可以更快、

87
00:04:40,998 --> 00:04:41,933
更小、

88
00:04:41,933 --> 00:04:43,429
更耐久。

89
00:04:43,429 --> 00:04:49,045
眼下，「永恆」對於人類或是
電腦而言仍是遙不可及。