フォレンジック用のDRAMのフリーズ（コールドブート）

私はコールドブートのトリックについてしばらく知っていましたが、その背後にある物理を実際に考慮したことはありません。私は論文を読みましたが、なぜそれが機能するのかについてはあまり触れていません。

RAMスティックを物理的に非常に低い温度まで冷却すると、電源がなくても、RAMに保存されているデータが長期間維持されるのはなぜですか。

DRAM ICは本質的にトランジスターコンデンサーのストレージセルの大規模な配列であることを知っていますが、なぜ温度が変化するのか理解できません。

それはさらに質問を引き起こします：

• デバイスの減衰特性は、セルの「以前の」値を、通常またはより低い温度で測定できるようにするのに十分ですか？
• これは、ビット腐敗の原因となる現象と同じですか、つまり、コンピュータメモリでビットがランダムに反転しますか？
• これは、マイクロプロセッサの状態の変更や、ディスクリート回路でのトランジスタの切り替え方法の変更など、他のシナリオにも当てはまりますか？
• 極端な寒さが原因で充電状態がゆっくりと減衰する場合、RAMを加熱するとRAMに保存されているデータがすべて消去されることを意味しますか？

あなたが言ったように、DRAMは基本的には蓄積コンデンサとそのコンデンサに蓄積された電圧にアクセスするためのトランジスタで構成されています。理想的には、そのコンデンサに蓄積された電荷は決して減少しないでしょうが、電荷が流出することを可能にするリーク成分があります。コンデンサから十分な電荷が流出すると、データを回復できなくなります。通常の動作では、コンデンサーの電荷を定期的にリフレッシュすることにより、このデータの損失を回避します。これがダイナミックRAMと呼ばれる理由です。

温度を下げると、いくつかのことが行われます。

• MOSFETのしきい値電圧とダイオードの順方向電圧降下を増加させます。
• MOSFETとダイオードの漏れ成分を低減します
• MOSFETのオン状態のパフォーマンスを向上させます

最初の2つのポイントがトランジスタで見られるリーク電流を直接減らすことを考えると、DRAMビットに保存された電荷が注意深い再起動プロセスに十分な長さ続くことは、それほど驚くべきことではありません。電源が再投入されると、内蔵DRAMシステムは保存された値を維持します。

これらの基本的な前提は、起動時に初期化が行われない限り、マイクロコントローラやディスクリート回路などのさまざまな回路に適用できます。たとえば、多くのマイクロコントローラは、以前の内容が保存されているかどうかに関係なく、起動時にいくつかのレジスタをリセットします。大規模なメモリアレイは初期化される可能性は低いですが、制御レジスタは起動時にリセットされる可能性がはるかに高くなります。

ダイの温度を十分に高くすると、電荷が急速に減衰して、リフレッシュサイクルでデータが維持される前にデータが消去されるという、反対の効果が生じます。ただし、これは指定された温度範囲では発生しません。リフレッシュサイクルよりも速くデータが減衰するのに十分なほどメモリを加熱すると、指定されたメモリタイミングを維持できなくなるポイントまで回路が遅くなり、別のエラーとして表示される可能性があります。

これはビット腐敗とは関係ありません。ビットロートは、ストレージメディア（CD、磁気テープ、パンチカード）の物理的な劣化、またはイオンの影響など、メモリの破損を引き起こすイベントのいずれかです。