DRAM di congelamento per medicina legale (coldboot)

Conosco il trucco del coldboot da un po ', ma non ho mai veramente considerato la fisica dietro di esso. Ho letto il documento , ma in realtà non copre il motivo per cui funziona.

In che modo il raffreddamento fisico di uno stick di RAM a una temperatura molto bassa fa sì che i dati in esso memorizzati vengano mantenuti per lunghi periodi di tempo, anche senza alimentazione?

So che i circuiti integrati DRAM sono essenzialmente una vasta gamma di celle di memoria a transistor-condensatore, ma non riesco a capire perché la temperatura faccia la differenza.

Solleva anche ulteriori domande:

• Le caratteristiche di decadimento del dispositivo sono sufficienti per consentire la misurazione del valore "precedente" di una cella, a temperature normali o inferiori?
• È questo lo stesso fenomeno che causa il bit-rot, ovvero i bit capovolti casuali nella memoria del computer?
• Questo si applica ad altri scenari, come l'alterazione dello stato dei microprocessori o la modifica di come un transistor commuta in un circuito discreto?
• Se il freddo estremo fa decadere lo stato di carica più lentamente, ciò implicherebbe che il riscaldamento della RAM cancellerebbe tutti i dati in esso memorizzati?

La DRAM, come hai detto, consiste essenzialmente in un condensatore di memorizzazione e un transistor per accedere alla tensione memorizzata su quel condensatore. Idealmente, la carica immagazzinata su quel condensatore non diminuirà mai, ma ci sono componenti di dispersione che consentono di scaricare la carica. Se una carica sufficiente scarica il condensatore, i dati non possono essere recuperati. Durante il normale funzionamento, questa perdita di dati viene evitata aggiornando periodicamente la carica nel condensatore. Questo è il motivo per cui si chiama RAM dinamica.

Ridurre la temperatura fa alcune cose:

• Aumenta le tensioni di soglia dei MOSFET e la caduta di tensione diretta dei diodi.
• Riduce la componente di dispersione di MOSFET e diodi
• Migliora le prestazioni sullo stato dei MOSFET

Considerando che i primi due punti riducono direttamente la corrente di dispersione vista dai transistor, non dovrebbe sorprendere il fatto che la carica memorizzata in un bit DRAM possa durare abbastanza a lungo per un attento processo di riavvio. Una volta riapplicata l'alimentazione, il sistema DRAM interno manterrà i valori memorizzati.

Queste premesse di base possono essere applicate a molti circuiti diversi, come microcontrollori o circuiti discreti, purché non ci sia un'inizializzazione all'avvio. Molti microcontrollori, ad esempio, resettano diversi registri all'avvio, indipendentemente dal fatto che i contenuti precedenti siano stati conservati o meno. È improbabile che vengano inizializzati array di memoria di grandi dimensioni, ma è molto più probabile che i registri di controllo abbiano un reset all'avvio.

Se si aumenta la temperatura della matrice abbastanza calda, è possibile creare l'effetto opposto, di avere il decadimento della carica così rapidamente che i dati vengono cancellati prima che il ciclo di aggiornamento possa mantenerli. Tuttavia, ciò non dovrebbe accadere nell'intervallo di temperatura specificato. Il riscaldamento della memoria abbastanza caldo da far decadere i dati più velocemente del ciclo di aggiornamento potrebbe anche rallentare il circuito fino al punto in cui non è in grado di mantenere i tempi di memoria specificati, il che appare come un errore diverso.

Questo non è correlato al bit-rot. Il bit-rot è il degrado fisico dei supporti di memorizzazione (CD, nastri magnetici, schede perforate) o un evento che causa il danneggiamento della memoria, come un impatto ionico.