컴퓨터 메모리란 무엇인가요?

펜과 종이를 이용해서 계산을 할 때 중간 결과를 저장해야할 때가 있습니다 이를테면 종이 쪽지를 이용하는데 이런 상황에서 종이 쪽지는 외부 메모리의 역할을 합니다 어떠한 형태로든 메모리는 물리적인 공간을 차지합니다 컴퓨터에는 메모리가 들어 있으며 메모리는 컴퓨터를 위한 종이 쪽지라고 생각하면 됩니다 프로그램에서 값을 저장할 배열을 생성한다면 메모리가 필요합니다 가장 낮은 수준에서 컴퓨터는 모든 명령을 연속된 숫자 형태로 읽거나 저장합니다 하지만 어떻게 기계에 숫자를 저장할까요? 처음에는 굉장히 어려운 문제였으며 특히 전원 공급이 차단된 이후에도 컴퓨터가 메모리를 유지해야 했습니다 이는 비 휘발성 메모리로 알려져 있습니다 기계가 감지할 수 있는 가장 쉬운 차이는 단순히 무언가 존재하거나 부재한다는 상태입니다 오래된 천공 카드가 동작하는 방식은 다음과 같습니다 카드 윗쪽에는 자료가 있으며 세로 열에는 각 글자를 나타내는 일련의 구멍이 뚫려 있습니다 컴퓨터는 손가락 둘을 가지고 이진 연산을 하는데 이는 스위치가 켜진 상태인 1과 꺼진 상태인 0과 다름 없습니다 이것은 가장 작은 규모의 정보로 비트라고 하는 단순한 차이를 나타냅니다 하지만 비트는 저장할 때에는 매우 효과적인데 비트를 함께 추가함에 따라 유일무이한 상태의 갯수가 기하급수적으로 늘어나기 때문입니다 기억할 것은 조명 스위치 하나는 1비트를 갖으며 두개의 상태를 저장할 수 있지만 조명 스위치 둘은 네 개의 상태를 저장할 수 있다는 것입니다 그리고 스위치 8개 또는 8비트는 256개의 상태를 저장할 수 있습니다 공간은 비트로 측정되지만 비트의 물리적인 크기는 저장소의 구성 방식에 따라 결정됩니다 그렇다면 컴퓨터는 어떻게 0과 1을 내부적으로 저장할까요? 이와 같은 현대적인 자료 처리 시스템은 수천 개의 자기 코어를 사용합니다 자기 코어가 무엇일까요? 니켈 합금 또는 다른 자기 소재로 된 조그마한 고리들을 의미합니다 자료 처리 시스템의 중요한 기능을 하는 수 많은 진공관을 대신했습니다 또한 자기 코어는 시계 방향 또는 반시계 방향의 자기장으로 컴퓨터에 비트를 저장할 수 있게 했습니다 각 코어는 어떤 방향으로 전류가 흐르는지에 따라 상반된 두 방향으로 자기장을 형성하기 때문입니다 비트는 두 상태를 가지는 어떤 장치로도 나타낼 수 있고 자기 코어 또한 두 상태를 갖는 장치이기 때문입니다 후에 비트를 저장하는데 얇은 필름으로 된 자기 디스크를 사용하게 되는데 각 비트는 조그마한 자기 소자로서 1 또는 0을 저장하기 위한 전기적인 성질을 띨 수 있습니다 짧게 말하자면 1 비트의 크기는 천공 카드 시대로부터 급격히 줄어드는 상태입니다 현대 컴퓨터에 들어 있는 하드 드라이브는 수 십억 개의 조그마한 자기 소자로 되어 있다고 할 수 있습니다 그렇다면 지금쯤 이 작은 자기 소자들이 얼마나 작을지 궁금할 것입니다 IBM에서 게재한 최근 연구 결과 원자 수준까지 관찰했는데 철 원자 12개가 함께 안정적인 자기 유닛으로 기능하여 각각 어떻게 연결되느냐에 따라 1 또는 0을 저장할 수 있다고 합니다 이러한 접근에는 이론적인 제한이 있는데 원자 하나가 비트 하나를 차지한다고 생각한다는 점입니다 흥미롭게도 IBM이 추정한 바에 따르면 원자 저장소를 사용하면 약 1,000조 비트의 정보를 아이팟 크기의 휴대 장치에 집어 넣을 수 있다고 합니다 이 장치를 수퍼 드라이브라고 합시다 가상의 예로서 아직은 존재하지 않습니다 원자 저장소를 사용하는 작은 휴대용 수퍼 드라이브는 1천 테라비트를 저장할 수 있으며 이는 1천조의 스위치 혹은 흔히 알려진대로 125 테라바이트의 정보를 손바닥만한 크기에 저장하는 셈인데 모두가 이해할 수 있도록 예를 들자면 125 테라바이트는 1,250 킬로미터나 되는 책장을 손바닥에 넣고 다니는 것과 마찬가지인 셈입니다 이는 미래의 메모리가 어떤 모습일지를 보여줍니다 언제든 비트를 원자보다 더 작은 무언가에 저장할 수 있을지도 모릅니다