DRAM de congelación para forenses (arranque en frío)

Hace un tiempo que conozco el truco de arranque en frío, pero nunca he considerado realmente la física detrás de él. He leído el documento , pero en realidad no cubre por qué funciona.

¿Cómo hace que el enfriamiento físico de una barra de RAM a una temperatura muy baja haga que los datos almacenados en él se mantengan durante largos períodos de tiempo, incluso sin energía?

Sé que los CI DRAM son esencialmente una gran variedad de celdas de almacenamiento de transistores-condensadores, pero no puedo entender por qué la temperatura hace alguna diferencia.

También plantea más preguntas:

• ¿Son suficientes las características de desintegración del dispositivo para permitir que se mida el valor "anterior" de una celda, a temperaturas normales o más bajas?
• ¿Es este el mismo fenómeno que causa la descomposición de bits, es decir, bits invertidos al azar en la memoria de la computadora?
• ¿Se aplica esto a otros escenarios, como la alteración del estado de los microprocesadores o el cambio de un transistor en un circuito discreto?
• Si el frío extremo hace que el estado de carga decaiga más lentamente, ¿eso implicaría que calentar la RAM borrará los datos almacenados en ella?

La DRAM, como dijiste, consiste básicamente en un condensador de almacenamiento y un transistor para acceder al voltaje almacenado en ese condensador. Idealmente, la carga almacenada en ese condensador nunca disminuiría, pero hay componentes de fuga que permiten que la carga se purgue. Si se descarga suficiente carga del condensador, entonces los datos no se pueden recuperar. En funcionamiento normal, esta pérdida de datos se evita al actualizar periódicamente la carga en el condensador. Por eso se llama RAM dinámica.

Disminuir la temperatura hace algunas cosas:

• Aumenta los voltajes de umbral de los MOSFET y la caída de voltaje directo de los diodos.
• Disminuye el componente de fuga de MOSFET y diodos
• Mejora el rendimiento en estado de los MOSFET

Teniendo en cuenta que los primeros dos puntos reducen directamente la corriente de fuga vista por los transistores, no debería sorprendernos que la carga almacenada en un bit DRAM pueda durar lo suficiente para un proceso de reinicio cuidadoso. Una vez que se vuelve a aplicar la alimentación, el sistema DRAM interno mantendrá los valores almacenados.

Estas premisas básicas se pueden aplicar a muchos circuitos diferentes, como microcontroladores o incluso circuitos discretos, siempre que no haya una inicialización en el arranque. Muchos microcontroladores, por ejemplo, restablecerán varios registros en el inicio, independientemente de si los contenidos anteriores se conservaron o no. No es probable que se inicialicen grandes matrices de memoria, pero es mucho más probable que los registros de control tengan un reinicio en la función de inicio.

Si aumenta la temperatura de la matriz lo suficientemente caliente, puede crear el efecto contrario, de hacer que la carga decaiga tan rápidamente que los datos se borren antes de que el ciclo de actualización pueda mantener los datos. Sin embargo, esto no debería suceder sobre el rango de temperatura especificado. Calentar la memoria lo suficiente como para que los datos decaigan más rápido que el ciclo de actualización también podría hacer que el circuito se desacelere hasta el punto en que no pueda mantener los tiempos de memoria especificados, lo que parecería un error diferente.

Esto no está relacionado con la rotura de bits. La descomposición de bits es la degradación física de los medios de almacenamiento (CD, cintas magnéticas, tarjetas perforadas) o un evento que daña la memoria, como un impacto de iones.