DRAM de congelamento para forense (inicialização a frio)

Conheço o truque do coldboot há um tempo, mas nunca considerei realmente a física por trás dele. Eu li o jornal , mas ele realmente não cobre por que funciona.

Como o resfriamento físico de um stick de RAM a uma temperatura muito baixa faz com que os dados armazenados nele sejam mantidos por longos períodos de tempo, mesmo sem energia?

Sei que os ICs DRAM são essencialmente uma grande variedade de células de armazenamento de capacitores de transistor, mas não consigo entender por que a temperatura faz alguma diferença.

Também levanta outras questões:

• As características de decaimento do dispositivo são suficientes para permitir que o valor "anterior" de uma célula seja medido a temperaturas normais ou mais baixas?
• É o mesmo fenômeno que causa a podridão dos bits, ou seja, bits invertidos aleatórios na memória do computador?
• Isso se aplica a outros cenários, como alterar o estado dos microprocessadores ou alterar como um transistor alterna em um circuito discreto?
• Se o frio extremo fizer com que o estado da carga decaia mais lentamente, isso implicaria que o aquecimento da RAM apagaria todos os dados armazenados nela?

A DRAM, como você disse, consiste basicamente em um capacitor de armazenamento e um transistor para acessar a tensão armazenada nesse capacitor. Idealmente, a carga armazenada nesse capacitor nunca diminuiria, mas existem componentes de vazamento que permitem que a carga se esgote. Se houver carga suficiente no capacitor, os dados não poderão ser recuperados. Em operação normal, essa perda de dados é evitada através da atualização periódica da carga no capacitor. É por isso que é chamado de RAM dinâmica.

Diminuir a temperatura faz algumas coisas:

• Aumenta as tensões limiares dos MOSFETs e a queda de tensão direta dos diodos.
• Diminui o componente de vazamento de MOSFETs e diodos
• Melhora o desempenho no estado dos MOSFETs

Considerando que os dois primeiros pontos reduzem diretamente a corrente de vazamento observada pelos transistores, deve ser menos surpreendente que a carga armazenada em um bit DRAM possa durar o suficiente para um cuidadoso processo de reinicialização. Depois que a energia for reaplicada, o sistema DRAM interno manterá os valores armazenados.

Essas premissas básicas podem ser aplicadas a muitos circuitos diferentes, como microcontroladores ou circuitos discretos, desde que não haja uma inicialização na inicialização. Muitos microcontroladores, por exemplo, redefinirão vários registros na inicialização, se o conteúdo anterior foi preservado ou não. Não é provável que grandes matrizes de memória sejam inicializadas, mas é muito mais provável que os registros de controle tenham uma função de redefinição na inicialização.

Se você aumentar a temperatura da matriz a quente o suficiente, poderá criar o efeito oposto, reduzindo a carga tão rapidamente que os dados serão apagados antes que o ciclo de atualização possa mantê-los. No entanto, isso não deve ocorrer dentro da faixa de temperatura especificada. Aquecer a memória a quente o suficiente para que os dados se deteriorem mais rápido que o ciclo de atualização também pode fazer com que o circuito fique mais lento até o ponto em que não foi possível manter os tempos de memória especificados, o que pareceria um erro diferente.

Isso não está relacionado à rotação de bits. A podridão por bits é a degradação física da mídia de armazenamento (CD, fitas magnéticas, cartões perfurados) ou um evento que causa a corrupção da memória, como um impacto de íons.