Pedretes per memoritzar: els llapis de memòria

PenDrives.jpg Us heu preguntat alguna vegada cóm és que els llapis de memòria (també anomenats “pendrives” o unitats flash USB) poden guardar els nostres documents i fotos?

Els ordinadors tenen memòria, però necessiten energia per mantenir la informació. Si ens quedem sense electricitat o sense bateria i no hem guardat la informació, la perdem. A tots ens ha passat algun cop, no? El nostre cervell guarda els nostres records, però també necessita energia per mantenir-los.  En canvi, els llapis de memòria ens guarden texts, fotos, vídeos i qualsevol altre document, durant molt de temps i encara que els deixem a un calaix.

Qualsevol informació digital, s’acaba guardant com una seqüència de bits. Tant se val si guardem texts, música o vídeos. En un text, cada lletra es codifica en vuit bits. Una foto, abans de comprimir, necessita 24 bits per píxel. No és difícil calcular quants bits ens caldran per emmagatzemar una pàgina d’un llibre o una foto de cinc megapíxels. I un bit és la mínima quantitat possible d’informació, ja que simplement discerneix entre dues possibles alternatives: sí o no, cero o un, blanc o negre. Els ordinadors guarden tots i cada un dels bits dels nostres documents, però ho poden fer de moltes maneres.

En certes cultures, fa molts segles, la gent utilitzava pedretes per comptar, per transmetre informació i fins i tot per jugar. En tenim exemples en els àbacs i en el joc africà awale. De fet, la paraula càlcul prové del llatí “calculus”, pedreta. La màquina analítica de Charles Babbage, precursora dels actuals ordinadors, utilitzava cintes codificades amb forats com els telers Jacquard. A cada posició de la cinta, podia haver-hi o no haver-hi forat. Els primers ordinadors electrònics memoritzaven la informació en nuclis de ferrita que es magnetitzaven en una o altra direcció, i els actuals discs durs encara codifiquen els bits d’informació en zones magnetitzades en un o altre sentit. La gravació dels CD i DVD converteix la seva superfície en un camp llaurat de bits, on cada solc microscòpic correspon a un dels bits de les nostres dades. Amb els llapis de memòria, hem tornat als orígens, a la codificació dels bits amb pedretes. L’únic és que les pedretes, ara són electrons.

Els llapis de memòria canvien la seva estructura física per a mantenir i guardar la informació. Per això diem que estan fets amb memòries d’estat sòlid. No necessiten energia, ja que la informació queda com fossilitzada. Un llapis de memòria té moltíssimes cel·les. Les cel·les són com petits pous en els que hi podem deixar electrons. Sense energia externa, els electrons no poden escapar dels pous i guarden els nostres bits. Les cel·les amb electrons codifiquen un 1, mentre que les cel·les buides codifiquen un 0. Si en aquesta foto del joc awale, les pedretes fossin electrons, la fila de dalt representaria la sequencia de bits 111000, mentre que la de baix codificaria 111101:

Awale1.jpg
Les memòries “flash” van ser inventades pel Dr. Fujio Masuoka quan treballava a Toshiba pels voltants de l’any 1980. Els llapis de memòria utilitzen cel·les NAND, que es comporten com pous o com els recipients de pedretes de l’awale. Per llegir la informació, apliquem un petit voltatge a cada cel·la. Es com si la sacsejèsim, per detectar si el seu pou conté pedretes. Si la cel·la conté electrons, ho detectem per la seva conductivitat (si no en conté, la conductivitat és nul·la). Per gravar, cal primer esborrar (tal com fem a les pissarres). Però esborrar és molt fàcil. Apliquem un voltatge més alt a les cel·les, i la sacsejada fa saltar i sortir els electrons. Ens cal energia per llegir i per escriure, però no per mantenir.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús