Виды память: Обзор новых типов памяти для серверов и систем хранения данных

Обзор новых типов памяти для серверов и систем хранения данных

Классификация типов памяти для вычислений

Память для серверов и систем хранения по функциональному устройству можно разделить на два основных вида: внутреннюю (первичную) и внешнюю (вторичную).

Классификация памяти компьютера

• К первичной памяти относится память, располагающаяся непосредственно на главной плате или навесных платах (картах) внутри устройства.
• Ко вторичной памяти относятся различного вида внешние накопители: серверные накопители на жестких дисках HDD (Hard Disk Drive), серверные накопители SSD (Solid State Drive). Они также расположены внутри системного блока, но выполняют роль внешних носителей информации. А также ко вторичной памяти можно отнести различного рода накопители, подключаемые к компьютеру через разъем, и конструктивно с ним раздельные: компакт-диски (магнитные и оптические), которые в последнее время практически вытеснены USB-флешками. SSD-память также называют часто флэш-памятью (flash).

Вторичная память относится скорее не к памяти, а к системам хранения данных (storage) СХД. СХД с памятью соотносятся примерно так же, как книжный шкаф с рабочим столом, на котором мы держим книги (данные) и с ними работаем (не перевелись еще, слава Богу, любители читать бумажные книги), а закончив работу, убираем их обратно в шкаф.

Часто под словом «память» подразумевают только первичную оперативную память, выполненную на полупроводниковых микросхемах. Она подразделяется на два основных вида: нестираемую (non-volatile) и стираемую (volatile).

• Постоянное запоминающее устройство ПЗУ, нестираемая память или ROM (Read-Only Memory). Она выполняет роль хранилища программ, которые записываются на более-менее длительный период и, в общем, перезаписи не подлежат. Они могут сохранять информацию длительное время, практически на весь срок службы компьютера. Это может быть, например, BIOS (Basic Input/Output System), в которой хранится небольшая программа по запуску основных систем сервера при его включении.
  Сейчас микросхемы ПЗУ можно «перепрошивать», но подобные операции производятся, нечасто, и выполняются, как правило, квалифицированным персоналом.
• Оперативное запоминающее устройство ОЗУ, стираемая память, RAM (Random Access Memory). Это быстродействующая память, в которую загружаются рабочие программы из внешних накопителей для исполнения процессором. Серверная ОЗУ работает очень быстро, операции чтения-записи не требуют много энергии, но и информация в ней пропадает после отключения питания, и кроме того, ее приходится постоянно обновлять, примерно 100 раз в секунду.

RAM бывают двух основных видов: статические (SRAM) и динамические (DRAM). В серверах сейчас для оперативной памяти используется DRAM различных типов, а SRAM используется для кэширования данных процессора.

Память класса СХД

Правда в последнее время эта стройная иерархия стала немного нарушаться под воздействием процессов разработки новых типов памяти, что привело к постепенному сближению SSD и RAM. Быстродействие SSD повышается и приближается к DRAM, энергопотребление SSD снижается и также приближается к DRAM. Это привело к созданию нового класса памяти: SCM (Storage Class Memory), что можно перевести как «память класса СХД». Хотя можно и наоборот: «СХД-класс памяти».

SCM (Storage Class Memory), «память класса СХД»

Такая память занимает промежуточное место между RAM и внешними накопителями SSD/HDD.

Первичная память

Первичная (внутренняя) память подразделяется на два вида: статическую SRAM (Static Random Access Memory) и динамическую DRAM (Dynamic Random Access Memory).

Иногда к первичной памяти относят и SSD (Flash), поскольку как отмечалось выше, она стала выполнять обязанности первичной. Однако эти виды памяти имеют комплиментарные.

характеристики. Поэтому DRAM используется для оперативной памяти сервера, а SSD в большинстве случаев используется для кэширования в системах хранения данных.

Каждая из этих технологически близких видов памяти имеет свои недостатки.

Flash-память обычно создается на полевых МОП-транзисторах (металл-окисел-полупроводник) или MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor). Они имеют т. н. плавающий затвор FG (floating gate), в котором на достаточно долгое время сохраняется заряд, количество которого определяет бит информации. Этот затвор изолируется от истока (source) и стока (drain) транзистора слоями окисла металла.

Структура полевых МОП-транзисторов

Запись и стирание информации в такой структуре требует приложения высокого напряжения к затвору (до 20 В). Процесс изменения заряда в затворе относительно медленный и связан с возникновением ошибок при передаче через диэлектрик (окисел). Именно этим вызвано ограничение на количество циклов перезаписи в SSD, что является их недостатком перед HDD, где количество циклов перезаписи магнитного диполя практически не ограничено. С другой стороны, чтобы прочитать информацию, высокое напряжение не требуется, нужно только проверить состояние проводимости диффузного канала. Такой метод называется неразрушающим считыванием (non-destructive read), поскольку на заряд в затворе он практически не влияет.

По сравнению с SSD все виды битовых операций в DRAM производятся сравнительно быстро, поэтому такая память используется для загрузки рабочих приложений в сервере и во время работы процессор обращается именно к этой памяти. Однако при считывании данные из ячейки памяти DRAM исчезают. Более того, конденсаторы, хранящие заряд «бита» в ячейках DRAM, быстро разряжаются, и поэтому данные в DRAM нужно «обновлять» примерно 100 раз в секунду, посылая в ячейки «освежающие» импульсы.

SRAM – это наиболее быстрая память, имеющая лучшую сохранность данных, по сравнению с DRAM, однако, в каждой ее ячейке используется шесть транзисторов (в DRAM – один транзистор и один конденсатор). То есть SRAM занимает много места на чипе и по возможному объему она значительно проигрывает DRAM.

Поэтому все время разрабатываются и выпускаются различные вариации технологий памяти: память с ловушкой заряда CTM (Charge trap memory), память с изменением фазового состояния PCM (Phase-change memory) или PRAM, сегнетоэлектрическая память FRAM или FeRAM (ferroelectric RAM), резистивная память RRAM (resistive RAM), память с проводниковым проходом CBRAM (conductive bridge RAM), магниторезистивная память MRAM (magnetoresistive RAM), память с переносом момента спина электрона STT RAM (Spin-transfer torque RAM) и другие.

Все эти виды активно разрабатываются и исследуются в ведущих мировых университетах и научных центрах, поскольку создание оптимального варианта памяти, сочетающего в себе достоинства как DRAM, так и SSD, для компьютерной отрасли очень актуально.

Позиционирование различных видов внутренней памяти по характеристикам

Разрыв между RAM и SSD

Между стираемой (volatile) памятью RAM и нестираемой (non-volatile) SSD Flash существует ощутимый разрыв по трем параметрам:

• выносливость, максимально допустимое число циклов стирания-записи в ячейку;
• время доступа, время считывания данных из ячейки;
• площадь, занимаемая ячейкой на чипе микросхемы памяти.

RAM опережает флэш-память по всем этим параметрам на несколько порядков: выдерживает практически неограниченное число циклов перезаписи (особенно SRAM), информация из ячеек RAM считывается гораздо быстрее, чем Flash (хотя и она значительно быстрее, чем жесткие диски HDD), а также занимает немного места на чипе микросхемы.

Разрыв параметров между RAM и SSD флэш

Поэтому многие исследователи и разработчики поставили себе задачу создать память, которая бы заполняла этот разрыв и сочетала в себе все достоинства как RAM, так и SSD:

• выносливость, то есть число циклов перезаписи достаточно высокое, чтобы использовать эту память в серверах дата-центров, где информация может перезаписываться на всем чипе по нескольку десятков и сотен раз за день;
• небольшое время доступа при неразрушающем считывании;
• небольшое напряжение импульса записи данных, то есть низкие энергозатраты;
• сохранность информации при считывании, то есть принадлежность к классу non-volatile;
• длительный период хранения информации, не короче, чем у SSD;
• высокая плотность размещения ячеек на чипе.

В 2018 году такую память удалось разработать.

Нестираемая память с низковольтным питанием и управлением с ячейкой на основе сохранения заряда

Судя по названию раздела, это память SSD. Однако по своим характеристикам память, разработанная совместными усилиями ученых из Университета Ланкастера, Великобритания, и Университета Кадиза, Испания, приближается к DRAM, то есть заполняет «разрыв» между стираемой и нестираемой памятью.

Структура такой памяти представляет собой чередование зон изоляции (мышьяка арсенида индия InAs) и зон полупроводимости (антимонида алюминия AlSb), которые формируются на подложке антимонида галлия (GaSb). Эти зоны формируют резонансный барьер с туннельным эффектом.

Ячейка памяти с резонансно туннельным барьером

На рисунке 6 (a) показана обобщенная структура ячейки памяти, напоминающая разновидность полевого КМОП-транзистора с управляющим и плавающими затворами.

На рис. 6 (b) показана структура слоев эпитаксии с указанием толщины и выполняемой функции слоев.

На рис. 6 (с) показано фото электронного микроскопа, на котором видны относительные толщины слоев. Три полоски сверху – это многослойная структура резонансно-туннельного барьера, определяющего уникальные свойства такой ячейки памяти.

Как и в памяти SSD-флэш, заряд сохраняется в плавающем затворе FG. Однако изолирующих слоев из окислов металлов, как в МОП-транзисторе, здесь нет. Вместо этого используется т. н. 6.1-ангстремовое семейство (6.1 Å family): InAs, GaSb и AlSb, покрывающее большой диапазон энергетических уровней разрыва и других свойств полупроводников. Поэтому полупроводниковая структура больше напоминает транзистор с мобильными электронами на высоких энергетических уровнях HEMT (high-electron mobility transistor), чем классический МОП-транзистор (MOSFET).

Канал проводимости формируется из арсенида индия, который не содержит легирующих добавок ни для «дырок», ни для дополнительных электронов на высоких орбитах. Однак, канал проводимости антимонида галлия GaSb легирован примесями n-типа для небольшого избытка свободных электронов. Проводимость канала InAs определяется электронами в нем, которые имеют более высокую мобильность и плотность (вследствие легирования), чем «дырки» в подложке GaSb.

Внутренний слой плавающего затвора FG InAs изолирован от канала InAs барьером антимонида алюминия AlSb толщиной 15 нм. Квантовые ямы (quantum wells, QW) с тремя барьерами AlSb дают эффект резонансного туннелирования между плавающим затвором FG и управляющим затвором SG, выполненным из легированного электронами InAs. Поэтому электроны в плавающем затворе FG изолированы несколькими слоями AlSb и могут хранить заряд при комнатной температуре в течение 10¹⁴ лет.

Это дает возможность преодолеть наибольший недостаток SSD перед DRAM – ограниченное число циклов перезаписи ячеек, поскольку заряд в плавающем затворе изолирован очень надежно, и для его изменения не требуется большое напряжение, поскольку изменение заряда происходит за счет резонансного туннелирования.

Кроме свойства сохранения заряда (non-volatility) такая ячейка не требует много энергии для переключения состояния между 0 и 1. По результатам измерений эта энергия примерно в 60 раз меньше, чем для обычных модулей флэш-памяти. И по данному показателю эта память также приближается к DRAM. При размерах плавающего затвора 10×10 мкм для переключения состояния требуется энергии примерно 2×10⁻¹² Дж. Если размеры ячейки уменьшить до размеров 20 нм, что меньше, чем DRAM в 100 раз, потребуется энергия всего лишь 10⁻¹⁷ Дж. Это меньше, чем даже у SRAM.

Однако очевидным недостатком такого типа памяти является сложность высокопрецизионного производства, что скажется на стоимости.

Технология 3D XPoint для SCM

Несколько лет назад компании Intel и Micron решили объединить усилия, чтобы разработать память, которая заполняет разрыв между оперативной и постоянной памятью и обеспечивает сближение их характеристик, и дали возможность использовать последнюю в качестве оперативной. Такая память получила название Storage Class Memory (SCM).

Обычная флэш-память (USB) производится на базе технологии NAND, использующейся в обычных флешках, картах памяти для фотоаппаратов, навигаторах и пр. Затем по такой технологии стали производить твердотельные накопители SSD для компьютеров, объединяя несколько флэш-модулей в массив RAID. Вначале накопители SSD производились по технологии ячеек SLC (Single Level Cell), хранящих 1 бит.

Затем появились MLC-накопители (Multiple Level Cell) с хранением 2 битов в ячейке, TLC с тремя битами и, наконец, QLC с четырьмя битами в ячейке памяти.

В 2015 году корпорации Intel и Micron предложили альтернативу NAND – технологию 3D XPoint («Три ди кросс пойнт»). Производство планировалось на совместном предприятии IM Flash Technologies. Накопители Intel производятся по этой технологией под маркой Optane, а накопители Micron – под маркой QuantX («Квант икс»).

Принцип работы 3D XPoint никогда не раскрывался подробно, согласно соглашению между Intel и Micron. Компании ограничивались заявлениями, что уникальные свойства 3D XPoint обусловлены «множеством свойств материалов» (букв. bulk material properties). Из картинок, гуляющих по интернету, видно только, что это многослойная структура.

Одна из картинок, иллюстрирующих устройство 3D XPoint, но не дающая достаточного представления о принципе ее работы

Однако в июле 2018 года Intel и Micron сообщили о прекращении совместной работы над 3D XPoint. В октябре 2018 года в ходе судебного разбирательства о разделе интеллектуальной и недвижимой собственности Intel предоставила Micron право выкупа СП IM Flash, что она и сделала в начале 2019 года. В начале 2020 года партнеры подписали соглашение о том, что Micron продолжит выпускать память 3D XPoint и поставлять ее Intel.

Однако в 2020 году судебное разбирательство продолжилось и компания Micron была обвинена в незаконном прекращении выплаты лицензионных отчислений за патенты, благодаря которым появилась память 3D XPoint. В октябре 2020 года суд также объявил Intel, что она не имеет прав интеллектуальной собственности на продукт 3D XPoint. Выяснилось, что долго скрываемый принцип работы ячейки 3D XPoint заключается в эффекте обратимого изменения фазового состояния вещества. То есть это память типа PRAM (Phase-change Random Access Memory), разработанная другой компанией. С точки зрения американского суда получается, что Intel и Micron пытались мошеннически завладеть правами на данную разработку.

Суд выяснил, что принцип памяти PRAM, который по его мнению, лег в основу 3D XPoint, был опубликован около 60 лет назад американским ученым Стэнфордом Овшинским (Stanford Ovshinsky), который зарегистрировал патент на ячейку памяти под названием Ovonic от имени компании Ovonyx, наследником которой стала компания Energy Conversion Devices (ECD). Лицензия на память Ovonic приобреталась и другими компаниями, в т. ч. Intel и Micron.

Затем, вследствие ряда причин, компания ECD обанкротилась, и для ее ликвидации в 2012 году была создана трастовая компания ECDL Trust. Однако в том же 2012 году ECD продала акции Ovonyx компании Micron, которая в 2015 году стала ее владельцем. С 2012 года и до анонса памяти 3D XPoint, компаниями Micron и Intel был совершен ряд манипуляций, направленных на то, чтобы прекратить выплачивать компании ECD лицензионные отчисления и стать собственниками технологии под названием 3D XPoint.

Конечно, это решение суда не остановит производство, но и вряд ли приведет к снижению цен на накопители 3D XPoint, которые стоят относительно дорого. Чем закончится эта мутная история, пока не ясно.

• CTM (Charge trap memory).
• PCM (Phase-change memory PRAM).
• FRAM, (ferroelectric RAM, FeRAM).
• RRAM (resistive RAM).
• CBRAM (conductive bridge RAM).
• MRAM (magnetoresistive RAM).
• STT RAM (Spin-transfer torque RAM).

Виды памяти — Психологос

01 октября 2022 г., 21:52

​​​​​​​Видов памяти столько, что у вас не хватит памяти все это запомнить. Различают память зрительную и моторную, долговременную и кратковременную, позитивную и негативную, внутреннюю и внешнюю, индивидуальную и память рода, память прошлого и память будущего…

Произнося фразу “У меня плохая память” люди часто подразумевают совершенно разные вещи. Для одних это невозможность запомнить номера телефонов, для других — лица людей. Некоторые борются с рассеянностью — постоянно забывают ключи и документы, пропускают назначенные встречи и т.д. А есть люди для которых хорошая память — это возможность быстро выучить большой объем информации к экзамену. Разобравшись, что именно вам нужно, вы сумеете сэкономить много сил и времени.

Различают следующие разновидности памяти:

• по сенсорной модальности — зрительная (визуальная) память, моторная (кинестетическая) память, звуковая (аудиальная) память, вкусовая память, болевая память, см.→
• по содержанию — образная память, моторная память, эмоциональная память;
• по организации запоминания — эпизодическая память, семантическая память, процедурная память;
• по временным характеристикам — долговременная память, кратковременная память, ультракратковременная память, см.→
• по наличию цели — произвольная и непроизвольная​​​​​​​.
• по наличию средств — опосредованная и неопосредованная;
• по уровню развития — моторная, эмоциональная, образная, словесно-логическая,
• по способу хранения — внутренняя и внешняя, см.→
• Память разумная и память чувственная — воспоминания.
• Память позитивная и негативная
• Память прошлого и память будущего
• Память индивидуальной жизни и память рода (Автобиографическая и родовая память).

А также собственный личный опыт, память-воображение, дежа вю…

• Виды памяти

Комментарии (0):

Материалы по теме:

01 окт. 2022 г.

Ассоциативная память

Ассоциативная память человека – это связь представлений и обстоятельств друг с другом.

0Подробнее

01 окт. 2022 г.

Дежа вю

Впечатление от дежа вю может быть таким сильным, что воспоминания о нём могут сохраниться на годы. Однако, как правило, человеку не удается восстановить в памяти никаких подробностей о тех событиях, о которых, как ему кажется, он помнил, когда испытывал дежа вю.

0Подробнее

01 окт. 2022 г.

Эйдетизм

Способность некоторых индивидов – эйдетиков — к сохранению и воспроизведению чрезвычайно живого и детального образа воспринятых ранее предметов и сцен.

0Подробнее

01 окт. 2022 г.

Модальная память

По самой распространенной и в то же время простой классификации существует пять типов памяти: слуховая, зрительная, осязательная, обонятельная, вкусовая. Поскольку это перечисление основных модальностей восприятия, эти виды памяти называют модальной памятью.

0Подробнее

31 дек. 2005 г.

Собственный личный опыт

Собственный личный опыт — личные решения по поводу того, что человек увидел и пережил сам, выработанные привычки в связи с прошлым опытом. Личный опыт — важнейший источник знаний. Пока ребенок не убедится сам, что огонь — обжигает, слова убеждения на него будут действовать слабо. Пока девочка не увидела сама, как влияют на ее фигуру правильное (или неправильное) питание, а на цвет ее лица — время ее укладывания спать, слова родителей звучат как занудный шум.

0Подробнее

Содержание

Новые статьи:

• Семь нот счастья. Офицеры.
• Установить ребенку границы
• Я покупаю много лишнего
• Культура жалости и культура благотворительности
• Современный гуманизм порождает больное общество

Популярные статьи:

• Интерактивная игра «Дорогой, давай поженимся!»
• Как воспитать достойного человека. Опыт А.С. Макаренко
• Читаем стихи, тренируем интонации: «Песнь о мудрой жене»
• Дорога к морю
• Волшебный душ

Хиты недели:

• Читаем стихи, тренируем интонации: «Песнь о мудрой жене»
• Лучшие мультики в духе синтон-подхода
• Воспитание — легкое дело, или Золотые правила для родителей
• Благодарность
• Что делать, чтобы родительская требовательность не вызывала у ребенка протест?

Типы Памяти

Типы Памяти Диаграмма

• Многое из того, что ученые знают о мозге, получено двумя методами. Один из них — игра: придумайте тест, который может измерить способность таким образом, который не пересекается ни с какими другими способностями.

  Другой — извлечь максимум из чьей-то ужасной беды — того, кто перенес инсульт, или попал в аварию, или перенесли операцию по удалению части мозга. Когда пациенты переживают эти события, они теряют некоторые способности памяти, но не другие. Часто утраченные способности можно отнести к определенным частям мозга, которые перестали работать.

  Существует несколько типов памяти, и каждый тип использует разные части мозга.

  Нажмите или коснитесь. , уши, нос и т. д. — вникнуть. Это так недолговечен и содержит столько информации, что большая ее часть даже не доходит до нашего сознания. Это важный первый шаг в формировании кратковременной памяти, но большая часть информации быстро запоминается. исчезнуть.

  Продолжительность: От нескольких десятых секунды до примерно 1 секунды

• Сенсорная информация передается через таламус (за исключением обоняния, которое передается напрямую) в специфические для органов чувств области на наружная поверхность головного мозга (кора).

• Когда мы видим два слегка отличающихся друг от друга изображения, одно следует за другим, очень легко отличить изменять. Но с паузой в середине информация в нашей сенсорной памяти меркнет до появления следующего образа, значительно усложняет поиск разницы.

• Корковая слепота

  Первой остановкой для получения информации от глаз является зрительная кора, область в задней части мозга. Ущерб этому может привести к частичной или полной слепоте пациентов, даже если их глаза все еще работают нормально. Как ни странно, пациенты с этот тип «корковой слепоты» переживает «слепое зрение». Как человек с идеальным зрением, они все еще улыбаются, когда они видят фотографию улыбающегося лица, хотя и не осознают, на что смотрят. Это вероятно, потому, что глаза также посылают сигналы в другие части мозга, в том числе в миндалевидное тело, которое является источником эмоций.

  Таламус

  Таламус необходим для базового человеческого сознания. Без него сенсорная информация не передается обработки, и больные остаются в вегетативном состоянии. Они бодрствуют, но не могут ответить на свои окрестности.

Краткосрочная память

• Описание
• Анатомия
• ИССЛЕДОВАНИЕ
• История пациента

• Краткосрочная память. Основная память около 40012

• ПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ПЕРЕМЕНИ.предметы. Это поможет вам вспомнить телефонный номер достаточно долго, чтобы набрать его, или запомнить что-то, что ваш учитель сказал достаточно долго, чтобы записать это. Некоторая информация в кратковременной памяти в конечном итоге будет сохранена в долговременной памяти, особенно если мы уделяем ей внимание. внимание, но большинство исчезнет.

  Продолжительность: От нескольких секунд до минуты. Мы можем использовать повторение, чтобы помнить что-то дольше, но отвлечение заставит нас забыть.

• Зона Вернике помогает нам понимать языковую информацию — то, что мы читаем или слышим. Он связан с области мозга, принимающие информацию от глаз и ушей.

  Мы используем зону Брока, когда про себя повторяем информацию. Повторение помогает нам запоминать информацию. кратковременная память на более длительный срок.

  Область зрительных ассоциаций в правой части мозга отвечает за визуальную и пространственную кратковременную память. Это помогает нам запоминать образы и изображения, и это помогает отслеживать, где находятся объекты в 3D-пространстве.

• Тесты на кратковременную память измеряют вашу способность удерживать несколько фрагментов информации и повторять их. Вы добьетесь большего успеха в этих играх, если будете использовать повторение или мнемонические приемы — и то и другое использует внимание из рабочей памяти.

  Электронная игра Саймон была популярна в 1970-х и 80-х годах. Чтобы играть, вы должны запомнить и повторить серию мигающие, цветные кнопки. Сегодня вы можете найти электронные версии этой игры в Интернете или в виде загружаемых приложений.

  В этих тестах кратковременной памяти вам предлагается запомнить и записать серию буквы или коллекция картинок.

• Клайв Виринг

  Когда вирусная инфекция разрушила области памяти глубоко в мозгу Клайва Виринга, гениальный композитор потерял почти вся его способность формировать кратковременные воспоминания (его долговременная память также была сильно повреждена).

  Уоринг остался без чувства прошлого или будущего, только настоящий момент. Каждый раз, когда он моргал, он открывал глаза на незнакомую сцену. Самое странное, он постоянно чувствовал, что просыпается и осознает в первый раз, шаблон, который повторяется каждые несколько минут.

  Подробнее об ношении.

Рабочая память

• Описание
• Анатомия
• Исследование
• Пример

• Рабочая память помогает нам выполнить задачу, достичь цели или решить проблему. Это как временное умственное рабочее пространство где мы можем собрать воедино информацию из кратковременной и долговременной памяти, а затем что-то с ней сделать. Для Например, чтобы вычислить в уме, мы используем правила умножения, хранящиеся в долговременной памяти, чтобы работать с числами, хранящимися в памяти. краткосрочная память.

  Сложные задачи, такие как вождение автомобиля или чтение, также зависят от рабочей памяти: мы используем навыки и правила, хранящиеся в долгосрочной памяти. памяти, но мы также воспринимаем новую информацию и реагируем на нее по мере ее восприятия.

  Рабочая память также помогает нам контролировать наше внимание — то, что мы воспринимаем как концентрацию. Внимание помогает нам принять и удерживайте важную информацию, отфильтровывая отвлекающие факторы. Это помогает нам помнить о наших задачах дольше достаточно, чтобы закончить их. С точки зрения хранения памяти, внимание — это большая часть того, что перемещает информацию из сенсорной памяти. памяти в кратковременную память и, наконец, в долговременную память.

  Рабочая память и внимание имеют ограниченные возможности: мы можем удерживать ограниченное количество информации и управлять ею в наши умы, и есть очень много вещей, которыми мы можем заниматься одновременно.

• Префронтальная кора играет большую роль в рабочей памяти. Часто называемый «центральным исполнительным органом», он связан к областям по всему мозгу, поэтому он может получать доступ и обрабатывать многие типы информации.

  В префронтальной коре 3 подобласти особенно важны для внимания.

• В этом упражнении «Избирательное внимание» (Flash) вы можете увидеть, насколько вы хороши в обращая внимание на один голос и игнорируя мешающую информацию. «Где Уолдо?» книги и веб-сайт являются более или менее визуальной версией этого упражнения.

  Посмотрите это видео и посчитайте, сколько раз игроки в белых футболках передают мяч. Тогда посетите эту страницу, чтобы узнать о слепоте по невнимательности.

  Два похожих видеоролика были созданы в Великобритании — в одном из них показан баскетбол. а другой — «детектив» — чтобы рассказать публике о важности внимания для осведомленности о велосипеде.

  Тест Струпа измеряет внимание. Требуется удивительное количество усилий, чтобы отфильтровать противоречивую информацию о значении и цвете слова. Попробуйте нашу бумажную версию (pdf).

  Проверьте пределы своей оперативной памяти в Distractown.

• Синдромы игнорирования

  Повреждения в результате инсульта или травмы могут вызвать «синдром полупространственного игнорирования». Пациенты игнорируют информацию с одной стороны поля зрения, обычно левой стороны. Они едят пищу только с одной стороны своей тарелки. А при оформлении рисуя, они пропускают левую сторону часов, цветка или даже циферблата — и совершенно не подозревают, что это отсутствующий. Проблема, похоже, заключается во внимании: пациенты воспринимают информацию, но сразу же забудь это.

  Другой тип синдрома пренебрежения влияет на способность пациента распознавать собственные части тела. Например, они могут быть не в состоянии найти или узнать свою левую руку, или даже отказаться признать, что она принадлежит им!

  Повреждение префронтальной коры

  Пациенты с повреждением префронтальной коры или центрального исполнительного органа часто действуют неадекватно или импульсивно. Поскольку они не могут держать в уме цели, они, как правило, плохо планируют и плохо принимают решения.

  Хотя его история в основном анекдотична, Финеас Гейдж является одним из первых случаев в нейробиологии, который помог ученым понять, как повреждение префронтальной области мозга может изменить личность человека.

  Узнать больше о Финеасе Гейдже

Долговременная память

• Описание
• Пример

• Долговременная память жесткий диск компьютера. Но мозг отличается от этих вещей. Во-первых, мозг не наполняется. Даже если вы иногда чувствуете как будто ваш мозг вот-вот взорвется, люди на самом деле не достигают точки, когда им нужно сбросить старую информацию, чтобы сделать путь к новым воспоминаниям. Это больше похоже на мышцу, которая становится сильнее, чем больше вы ее используете.

  Во-вторых, некоторые долговременные воспоминания имеют тенденцию исчезать со временем, в то время как другие становятся более «прилипчивыми». События, которые связаны с сильными эмоциями, такими как первый поцелуй или удар по лицу, скорее всего, прилипнет. Повторение также может сделать информация прилипает более твердо. Информация, к которой мы не возвращаемся, например, столица Албании или то, ради чего мы ели завтрак 5 ноября прошлого года, скорее всего, исчезнет.

  Продолжительность: От часов до десятилетий

• История болезни: HM

  Г. М., вероятно, самый изученный человек во всей неврологии. Из-за детской черепно-мозговой травмы у Х.М. эпилепсия. Чтобы попытаться вылечить его, хирург удалил большой кусок мозга Г. М. (включая гиппокамп и другие части мозга). близлежащие районы). Операция вылечила эпилепсию, но дорого обошлась: Г. М. также потерял способность сознательно вспоминать что-либо более чем на несколько минут.

  Память Г. М. была сильно нарушена. С возрастом он неоднократно был потрясен, увидев в отражении старика. зеркало. И хотя он десятилетиями работал с одним исследователем, он никогда не помнил, что встречался с ней раньше. И все же ХМ сохранил свой интеллект, словарный запас, язык и многие воспоминания до операции.

  Важно отметить, что краткосрочная память Г. М. и его рабочая память работали просто отлично. Это был ранний признак того, что краткосрочное и долговременная память — это отдельные системы, которые зависят от разных частей мозга.

Эпизодическая память.

• Описание.
• Анатомия. Это ваша мысленная запись вещей, которые произошло с вами и вокруг вас, например, то, что вы ели вчера на завтрак, или время, когда вы пришли в дом своего друга посмотреть фильм «Холодное сердце» и отключилось электричество. Ваша память на каждое событие включает образы, звуки и то, что вы думали и чувствовали в то время.

• Гиппокамп (у нас их два, по одному с каждой стороны мозга) играет ключевую роль в перемещении эпизодической информации из кратковременной памяти в долговременное хранилище.

  миндалевидное тело является эмоциональным центром мозга. Опыт, связанный с сильными эмоциями, делает воспоминания более сильными.

  Сами воспоминания закодированы в нескольких местах мозга. Например, одни и те же области мозга которые обрабатывают образы, звуки и эмоции, также активируются, когда вы вспоминаете образы, звуки и эмоции связаны с эпизодом из вашего прошлого.

• История пациента: РБ

  После серии сердечно-сосудистых заболеваний, лишивших мозг кислорода, у РБ начались серьезные проблемы формирование новых эпизодических и смысловых воспоминаний. И похоже, пострадала только его память. личность РБ и интеллект был таким же, он все еще мог помнить факты и события до инцидента, он все еще мог формировать новые процедурные воспоминания, и он нормально справлялся с другими когнитивными тестами.

  После смерти Р.Б. врачи исследовали его мозг. Они увидели, что почти все повреждения были в зоне СА1. гиппокамп. Случай РБ показал, что повреждения этой небольшой области мозга было достаточно, чтобы он не мог новые эпизодические и семантические воспоминания, оставляя другие функции нетронутыми. В настоящее время гиппокамп рассматривается как важное звено в мозговой цепи, которое перемещает определенные типы информации из кратковременной памяти в долговременную.

Семантическая память

• Описание
• Анатомия
• Пример

• Семантическая память Уст-Лейк-Сити это совокупность фактов млекопитающие. Он также включает в себя такие вещи, как значения слов и правила грамматики. Вы можете сознательно вспомнить информация хранится здесь, но она не связана с вашим личным опытом.

• В левой премоторной области хранится информация в основном о «функции» или о том, что мы делаем с чем-либо — информация это, скорее всего, применимо к неживым вещам, таким как инструменты.

  Нижняя латеральная височная область хранит информацию в основном о «форме» или о том, какие признаки мы можем использовать для идентификации что-то, что обычно относится к живым существам.

  Гиппокамп и парагиппокамп играют важную роль в перемещении семантической информации в долговременное хранилище и из него.

• История пациента: KC

  Мы знаем, что смысловые и эпизодические воспоминания вызываются отдельно друг от друга благодаря таким пациентам, как KC. КС у него была черепно-мозговая травма, повредившая часть его гиппокампа, но парагиппокамп остался нетронутым. После аварии, он больше не мог получить доступ к своим эпизодическим воспоминаниям, но все еще мог вспомнить некоторые семантические воспоминания. Пока он помнил факты о своих переживаниях, он ничего не помнил о своем месте в них или о своих чувствах по поводу их. Ученые считают, что определенные части гиппокампа более важны для воспроизведения эпизодических воспоминаний. а парагиппокамп больше участвует в воспроизведении (и, возможно, формировании) семантических воспоминаний.

  Узнайте больше о KC.

  Потеря памяти, специфичная для категории

  У некоторых пациентов инфекция вирусом простого герпеса может разъедать определенные области мозга, уничтожая способность распознавать определенный класс объектов, таких как фрукты, животные или инструменты. В большинстве случаев больные прекращают узнавание в основном живых существ (овощей, животных, цветов). Но некоторые пациенты теряют способность распознавать только неживые предметы (мебель, транспорт, одежда). В других случаях проблемы ограничиваются более конкретными категории, такие как фрукты или животные. Несмотря на то, что другие функции мозга в норме, они могут быть не в состоянии вспомните, что лимон желтый и кислый, или что корова говорит «мычание».

  Эти случаи показывают, что определенные факты свалены в одну кучу либо потому, что они хранятся в одних и тех же областях мозга, либо потому что они связаны через общие нейронные сети.

Процедурная память

• Описание
• Анатомия
• Пример

• Процедурная память включает в себя вещи, основанные на задачах и навыках. Он включает в себя «моторную память» на вещи например, как писать прописью или ездить на велосипеде, а также более сложные навыки, такие как игра в сборник песни под гитару. Воспоминания, основанные на навыках, становятся сильнее, чем больше мы их практикуем.

  Процедурная память также помогает нам узнавать причину и следствие. В нем хранится информация о продуктах, от которых мы заболеваем, или действия, за которыми следует вознаграждение.

• Дополнительная моторная зона помогает нам двигаться

  Мозжечок помогает координировать движения и участвует в моторной памяти.

  Полосатое тело важно для привычек и навыков, которым мы учимся постепенно через повторение.

• ГМ и другие пациенты с поражением гиппокампа имеют серьезные проблемы с эпизодическими (событийными) и семантической (основанной на фактах) памяти, но они могут без проблем формировать новые процедурные воспоминания. HM лихо научился умело начертить звезду, глядя только на ее отражение в зеркале, — хотя он и не помнил всего время, которое он потратил на его практику. Это говорит нам о том, что процедурная память использует другие области мозга, чем другие. виды долговременной памяти.

  Болезнь Гентингтона и болезнь Паркинсона — разрушительные двигательные расстройства, поражающие базальные ганглии. Как урон увеличивается, движения пациентов становятся либо шаткими, либо медленными, что затрудняет им выполнение таких действий, как ходьба или использование вилка. Последовательности движений, которые они когда-то могли выполнять автоматически, требуют усилий и концентрации. У пациентов также возникают проблемы обучение новым двигательным навыкам.

  У больных с поражением мозжечка движения некоординированы, как у пьяного человека. Мозжечок обычно координирует движения, собирая обратную связь от суставов, мышц и глаз; постоянно сверяясь с части мозга, которые планируют движение; и внесение корректировок, чтобы держать нас в курсе. Мозжечок также помогает хранить моторные воспоминания, чтобы мы могли становиться лучше с практикой. Когда эти процессы перестают работать, движение становится шаткий, неряшливый и неуправляемый.

Отказ от ответственности

Представленная здесь упрощенная модель — лишь один из многих способов категоризации типов памяти. Есть другие модели тоже, и некоторые из них используют немного разные определения для некоторых терминов, используемых здесь.

Эта модель выделяет лишь несколько ключевых областей мозга, участвующих в различных функциях памяти. Поскольку никакая часть мозг существует изолированно, большинство типов памяти включают в себя больше областей, чем перечисленные здесь. Большая идея Вывод состоит в том, что разные области мозга имеют разные функции.

Если вы хотите глубже изучить типы памяти или анатомию мозга, рекомендуем вам изучить ссылки, связанные в нижней части страницы.

Что такое обучение?

Когда мы учимся, наш мозг получает информацию о мире, которая заставляет нас каким-то образом изменить свое поведение.

Например, маленький ребенок не понимает, что огонь может причинить ему вред. Но благодаря обучению, если они коснутся свечи флеймить даже один раз, больше, наверное, не будут. Информация, поступающая в мозг, — свеча, пламя, горячее, боль — физически фиксируется в связях между клетками. И эти связи влияют на наше поведение в будущем — не трогать!

По мере того, как мозг получает любую информацию и сохраняет ее, происходят физические изменения связей между мозгом клетки. И эти связи влияют на наше поведение.

Нейроны, которые возбуждаются вместе, связываются друг с другом

Мозг представляет собой огромную взаимосвязанную сеть специализированных клеток, называемых нейронами, и вспомогательных клеток, называемых глией. Для передачи информации в мозг нейроны передают сигналы друг другу. Это прохождение сигналов может вызвать физическое изменения связей между клетками.

Когда мы изучаем навык (например, езду на велосипеде) или новую информацию (например, таблицу умножения), мы развиваем мозг. соединения. Чем больше мы используем эти мозговые связи, тем сильнее они становятся. Это причина, по которой «практика делает совершенным».

В приведенном выше упражнении вы можете прочитать о том, как травмы определенных областей мозга приводят к остановке определенных функций памяти. работающий. Но не менее важны связи между ними. Если две области мозга больше не могут общаться, то обучение и память могут сломаться.

Подобно тропам в пустыне, мозговые связи становятся прочнее по мере того, как они используются

Память в 4 шага

Обучение — это процесс, который опирается на системы долговременной памяти в мозгу. Люди, изучающие обучение, обычно делят его на 4 этапа: внимание, запоминание, закрепление и извлечение. Эти шаги согласуются с описанными выше типами памяти и обеспечивают несколько иную основу для размышлений о том, что происходит, когда один или несколько из этих шагов идут не так, как надо.

Внимание — Наши сенсорные системы постоянно бомбардируются информацией, но большая ее часть исчезает еще до того, как мы успеваем. знаю об этом. Внимание подобно фильтру, который пропускает важную информацию в мозг, удерживая нерелевантную. информация вышла. Без внимания мы бы помнили очень мало.

Кодирование — По мере поступления сенсорной информации мозг обрабатывает ее. Струны звуков становятся словами, вспышками света и цвет становится изображением. Мозг начинает связывать эту новую информацию с тем, что он уже знает о мире. Некоторый закодированная информация исчезнет, ​​а часть останется.

Хранение — Долговременное хранение информации требует новых мозговых связей. У мозга есть собственный способ репетиций переживания (есть свидетельства того, что это и есть сновидение), что помогает укрепить мозговые связи. Но мы также можем сознательно повторять информацию или навыки, чтобы помочь мозгу сформировать сильные воспоминания.

Поиск — Поиск — это процесс доступа к сохраненным воспоминаниям. Мы используем его, когда вспоминаем факт или переосмысливаем опыт. Но мы также используем его, когда получаем новую информацию. Это часть того, что помогает нам связывать новую информацию слишком старый.

Даже когда системы памяти функционируют нормально, память несовершенна. Чтобы узнать больше об ошибочности памяти, посетите Семь грехов памяти.

Ссылки

Ссылки

Абен, Б., Стаперт, С. и Блокланд, А. (2012). О разнице между рабочей памятью и кратковременной памятью. Frontiers in Psychology, 3, статья 301. doi: 10.3389/fpsyg.2012.00301

Budson, AE (2009). Понимание нарушения памяти. Невролог, 15(2) 71-79.

Газзанига, М.С. (ред.) (2009). Когнитивные нейронауки. Кембридж, Массачусетс и Лондон, Англия: Книга Брэдфорда / MIT Press. Доступ 14 января 2016 г., https://www.hse.ru/data/2011/06/28/1216307711/Gazzaniga.%20The%20Cognitive%20Neurosciences.pdf

Hart, J. & Kraut, J.A. (ред.) (2007). Нейронная основа семантической памяти. Издательство Кембриджского университета.

Кандел, Э.Р., Шварц, Дж.Х., Джесселл, Т.М., Сигельбаум, С.А., Хадспет, А.Дж. (2013). Принципы нейронауки, пятое издание. Макгроу-Хилл.

Кин, С. (2015). Сказка о дуэлях нейрохирургов. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Back Bay Books / Little, Brown and Company.

Сторрс, К. (14 октября 2009 г.). Незримое зрение: люди, ослепшие из-за повреждения головного мозга, могут реагировать на эмоциональные выражения. Научный американец. По состоянию на 7 января 2016 г., http://www.scientificamerican.com/article/emotional-contagion-blindsight-mimcry-imitation-visual-cortex/

Zola-Morgan, S. , Squire, L.R. и Амарал, Д.Г. (1986). Амнезия человека и медиальная височная область: стойкие нарушения памяти после двустороннего поражения, ограниченного полем СА1 гиппокампа. Журнал неврологии, 6 (10), 2950-2967.

Формат APA:

Учебный центр генетических наук. (2016, 4 января) Типы памяти. Получено 1 февраля 2023 г. с https://learn.genetics.utah.edu/content/memory/types

Формат CSE:

Типы памяти [Интернет]. Солт-Лейк-Сити (Юта): Учебный центр генетических наук; 2016 [цитировано 1 февраля 2023 г.] Доступно по адресу https://learn.genetics.utah.edu/content/memory/types

Chicago format:

Genetic Science Learning Center. «Виды памяти». Узнайте.Генетика. 4 января 2016 г. По состоянию на 1 февраля 2023 г. https://learn.genetics.utah.edu/content/memory/types.

Понимание различных типов памяти

Реальные истории

Хильда переехала в Англию в возрасте 19 лет. Она выучилась на медсестру и воспитала прекрасную семью на юго-востоке Лондона. Сейчас ей 81 год, ее кратковременная память недавно бросила ей вызов, но воспоминания о ее молодости остаются ясными и полными приключений.

Хильда переехала в Англию в возрасте 19 лет. Она выучилась на медсестру и воспитала прекрасную семью на юго-востоке Лондона. Сейчас ей 81 год, ее кратковременная память недавно бросила ей вызов, но воспоминания о ее молодости остаются ясными и полными приключений.

…

07 октября 2022 г.

Реальные истории

В этой истории анонимный писатель рассказывает о своем отце, у которого недавно диагностировали слабоумие. Она делится теплыми воспоминаниями о своем отце, который «всегда танцует», и рассказывает о своей борьбе с его диагнозом. В этой истории анонимный писатель рассказывает о своем отце, у которого недавно диагностировали слабоумие. Она делится теплыми воспоминаниями о своем отце, который «всегда танцует», и рассказывает о своей борьбе с его диагнозом. …

30 июня 2022 г.

Если вы обеспокоены тем, что ваши симптомы могут быть признаками деменции, воспользуйтесь нашим контрольным списком, чтобы описать свои симптомы врачу общей практики или медицинскому работнику.

Подробнее

Некоторые вещи могут вызвать проблемы с памятью, в том числе стресс, тревога и депрессия. Поговорите с врачом общей практики, если проблемы с памятью влияют на вашу повседневную жизнь.

Подробнее

Реальные истории

Дафна Камбермак эмигрировала в Великобританию не один раз, а дважды. Здесь она и ее дочь Мишель обсуждают достоинство и тихую стойкость, которые она проявила, устроив жизнь для себя и будущее для своих детей. Дафна Камбермак эмигрировала в Великобританию не один раз, а дважды. Здесь она и ее дочь Мишель обсуждают достоинство и тихую стойкость, которые она проявила, устроив жизнь для себя и будущее для своих детей.