記者許若茵/專題報導
記憶體向來被視為電腦的「工作檯」,負責暫存資料、支撐所有運算,但若從運作原理來看,這個看似可靠的元件,其實是個「金魚腦」。主流電腦使用的DRAM(動態隨機存取記憶體),本質上並不具備長時間保存資料的能力,它依賴極高頻率的「刷新」機制,才能讓資料短暫存在。

DRAM儲存資料的方式,是將電荷保存在微小的電容之中,但電荷會隨時間自然流失,導致資料逐漸消失,這種特性使得DRAM被歸類為「揮發性記憶體」,也就是說,一旦停止供電,資料將迅速消散,DRAM通常在約32至64毫秒內完成一次全面刷新,透過重新補充電荷來維持資料狀態。
然而,實際運作遠比想像更頻繁。由於記憶體被切分為大量儲存列,系統會將刷新動作分散執行,平均每約7.8微秒就進行一次刷新操作。換算之下,記憶體每秒需進行數萬次以上的資料維護,幾乎可以說是在持續「重寫」自身內容。也因此,電腦看似穩定的記憶,其實是建立在一連串高速且重複的電流補充之上。
更令人意外的是,DRAM在讀取資料時,本身就會對儲存內容造成影響。當系統從記憶體中取出電荷進行判讀時,原本儲存的資訊會被消耗,因此必須立即寫回,確保資料不會消失。這意味著,即便只是單純讀取資料,也同時伴隨著一次重建過程,使得記憶體始終處於被動維持的狀態。
儘管DRAM存在這樣「健忘」的特性,它仍然是現代電腦不可或缺的核心元件。原因在於其結構簡單,單位成本低,且能在有限空間內提供高密度儲存與快速存取速度,使其成為目前最具效率的主記憶體解決方案。相較之下,像是SSD或其他非揮發性記憶體雖能在斷電後保留資料,但在速度與成本上仍難以全面取代DRAM。
也正因如此,當電腦關機或突然斷電時,記憶體中的資料會在極短時間內消失,所有暫存內容隨之清空,系統必須重新載入。從這個角度來看,電腦之所以能「記住」,並非因為資料被穩定保存,而是仰賴一套持續運作的刷新機制,不斷防止遺忘發生。
參考來源:
https://www.rapitasystems.com/blog/things-make-real-time-hard-dram-refresh
https://ruigus.com/2025/11/29/impact-of-dram-refresh-rate-on-performance-and-power/
https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/refresh-interval
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本篇文章授權來源:科技島