| Qu'est-ce que la mémoire ? |
| Ce sont des composants électroniques qui ont
la particularité de retenir des informations. En informatique, l´information
de base (l´alphabet des ordinateurs) est composée de deux valeurs
1 et 0. Généralement, 1 signifie le courant passe et 0 le
courant ne passe pas. |
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| La mémoire doit se rappeler que du courant l´a
traversée, c´est-à-dire conserver une trace du passage du
courant. Et c´est en interrogeant cette trace que l´on arrive à
savoir si la valeur stockée est 1 ou 0. Pour que cela fonctionne, on
utilise des composants électroniques qui savent stocker le courant électrique.
Ce sont des condensateurs associés a des transistors (condensateurs-transistors).
Un seul composant mémoire peut intégrer plusieurs millions de
ces condensateurs-transistors. |
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| Il existe plusieurs techniques (en dehors du condensateur-transistor)
qui permettent de conserver la trace du passage du courant. A chacune de ces
techniques correspond un type ou une famille de mémoire. |
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| Rôle de la mémoire vive (RAM) |
| La mémoire vive, généralement
appelée RAM (Random Access Memory ou en Français mémoire
à accès aléatoire, ce qui signifie que l'on peut accèder
instantanément à n'importe quelle partie de la mémoire),
est la mémoire principale du système, cela indique qu'elle
permet de stocker de manière temporaire des données lors de
l'exécution d'un programme. Ce stockage est temporaire, contrairement
à une mémoire de masse comme le disque dur (mémoire
avec laquelle les novices la confondent généralement), car
elle permet de stocker des données tant qu'elle est alimentée
électriquement, si l'ordinateur est éteint, toutes les données
présentes en mémoire vive sont irrémédiablement
effacées (seules celles enregistrées sur le disque dur sont
conservées). |
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| Fonctionnement de la mémoire vive |
| La mémoire vive est constituée de centaines
de milliers de petits condensateurs emmagasinant des charges. Lorsqu'ils sont
chargés, l'état du condensateur est à 1, dans le cas contraire
il est à 0, ce qui signifie que chaque condensateur représente
un bit de la mémoire. Etant donné que les condensateurs se déchargent,
il faut constamment les recharger (le terme exact est rafraîchir) à
un intervalle de temps régulier appelé cycle de rafraîchissement
(d'une durée d'environ 15ms pour une mémoire DRAM). Chaque condensateur
est couplé à un transistor permettant de "récupérer"
l'état du condensateur. Ces transistors sont rangés sous forme
de tableau (matrice), c'est-à-dire que l'on accède à une
"case mémoire" par une ligne et une colonne. Or cet accès
n'est pas instantané et s'effecue pendant un délai appelé
temps de latence. Par conséquent l'accès à une donnée
en mémoire dure un temps égal au temps de cycle auquel il faut
ajouter le temps de latence. |
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| Ainsi, pour une mémoire de type DRAM, le temps
d'accès est de 60 nanosecondes (35ns de délai de cycle et 25ns
de temps de latence). Sur un ordinateur le temps de cycle correspond à
l'inverse de la fréquence de l'horloge, par exemple pour un ordinateur
cadencé à 200Mhz, le temps de cycle est de 5ns (1/(200.106)).
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| Par conséquent un ordinateur ayant une fréquence
élevée et utilisant des mémoires dont le temps d'accès
est beaucoup plus long que le temps de cycle du processeur doit effectuer des
cycles d'attente (en anglais wait state) pour accèder à la mémoire.
Dans le cas d'un ordinateur cadencé à 200Mhz utilisant des mémoires
de types DRAM (dont le temps d'accès est de 60ns), il y a 11 cycles d'attente
pour un cycle de transfert. Les performances de l'ordinateur sont d'autant diminuées
qu'il y a de cycles d'attentes, il est donc conseillé d'utiliser des
mémoires plus rapides. |
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Famille des mémoires
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Avant d´aborder en détail les différentes familles de
mémoires, voici un tableau qui résume la situation.
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| Types de barrettes de mémoire vive |
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Il existe de nombreux types de mémoires vives. Celles-ci
se présentent toutes sous la forme de barrettes de mémoire
enfichables sur la carte-mère. Pour augmenter la mémoire
vive d'un ordinateur, il faut ajouter des barettes sur les slots
appropriés. Cette manipulation, simple à réaliser
demande néanmoins une bonne connaissance de son ordinateur
et de sa configuration. L'achat et l'ajout de barettes doit être
fait en respectant certaines règles qui dépendent
bien souvent du type de l'ordinateur. Certains ont par exemple besoin
d'une certaine capacité de RAM sur le premier slots alors
que les suivants peuvent rester innocupés et chaque machine
possède aussi un maximum de RAM instalable... L'intervention
d'un professionnel capable de vous conseiller sur ces différents
paramètres et donc souvent indispensable. La RAM est une
partie vitale de l'ordinateur et tout disfonctionnement peut provoquer
un problème grave sur votre machine.
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| DRAM |
| La DRAM (Dynamic RAM, RAM dynamique) est le type de mémoire
le plus répandu au début du millénaire. Il s'agit d'une
mémoire dont les transistors sont rangés dans une matrice selon
des lignes et des colonnes. Les mémoires DRAM possèdent jusqu'à
256 millions de transistors (c'est-à-dire que chaque barette de DRAM
peut contenir jusquà 256Mo maximum). Ce sont des mémoires dont
le temps d'accès est de 60ns. |
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Pour accélérer les accès à la DRAM, il existe
une technique, appelée pagination consistant à accèder
aux différentes lignes d'une colonne en modifiant uniquement l'adresse
de la ligne. On parle alors de DRAM FPM (Fast Page Mode).
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D'autre part, les accès mémoire se font généralement
sur des données rangées consécutivement en mémoire.
Ainsi le mode d'accès en rafale (burst mode) permet d'accèder
aux trois données consécutives à la première sans
temps de latence supplémentaire. Dans ce mode en rafales, le temps
d'accès à la première donnée est égale
au temps de cycle auquel il faut ajouter le temps de latence, et le temps
d'accès aux trois autres données est uniquement égal
aux temps de cycle, on note donc sous la forme X-Y-Y-Y les quatre temps d'accès,
par exemple 5-3-3-3 pour un bus dont la fréquence est de 66Mhz.
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| RAM EDO |
| La RAM EDO (Extended Data Out, soit Sortie des données
amélioré) est apparue en 1995. La technique utilisée avec
ce type de mémoire consiste à adresser la colonne suivante pendant
la lecture des données d'une colonne. Cela crée un chevauchement
des accès permettant de gagner du temps sur chaque cycle. Ainsi, la RAM
EDO, lorsqu'elle est utilisée en mode rafale permet d'obtenir des cycles
de la forme 5-2-2-2, soit un gain de 4 cycles sur l'accès à 4
données. |
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| SDRAM |
| La SDRAM (Synchronous DRAM, soit RAM synchrone) est un
type de RAM apparu en 1997 permettant une lecture des données synchronisées
avec le bus. Celle-ci permet d'obtenir un cycle en mode rafale de la forme 5-1-1-1,
c'est-à-dire un gain de 3 cycles par rapport à la RAM EDO. De
cette façon la SDRAM est capable de fonctionner avec une cadence de 100Mhz,
lui permettant d'obtenir des temps d'accès d'environ 10ns. |
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RDRAM (Rambus DRAM)
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| La RDRAM (Rambus DRAM) est un type de mémoire
permettant de transférer les données sur un bus de 16 bits de
largeur à une cadence de 800Mhz. Comme la SDRAM, ce type de mémoire
est synchronisé avec l'horloge du bus pour améliorer les échanges
de données. |
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| La mémoire morte (ROM) |
| Il existe un type de mémoire permettant de
stocker des données nécessaires au démarrage de l'ordinateur,
il s'agit de la ROM (Read Only Memory, dont la traduction est mémoire
en lecture seule) appelée parfois mémoire non volatile, car
elle ne s'efface pas lors de la mise hors tension du système. En
effet, ces informations ne peuvent être stockées sur le disque
dur étant donné que les paramètres du disque (essentiels
à son initialisation) font partie de ces données vitales à
l'amorçage. |
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| La ROM contient les éléments essentiels
au démarrage, c'est-à-dire: |
- Le BIOS :
un programme permettant de piloter les interfaces d'entrée-sortie
principales du système, d'où le nom de BIOS ROM donné
parfois à la puce de mémoire morte de la carte-mère
- Le chargeur d'amorce
: un programme permettant de charger le système d'exploitation
en mémoire (vive) et de le lancer. Celui-ci cherche généralement
le système d'exploitation sur le lecteur de disquette, puis sur
le disque dur, ce qui permet de pouvoir lancer le système d'exploitation
à partir d'une disquette système en cas de dysfonctionnement
du système installé sur le disque dur
- Le Setup CMOS
: l'écran disponible à l'allumage de l'ordinateur
permettant de modifier les paramètres du système
- Le Power-On Self Test (POST)
: programme exécuté automatiquement à lamorçage
du système permettant de faire un test du système (c'est
pour cela par exemple que vous voyez le système "compter"
la RAM au démarrage).
Etant donné que les ROM sont beaucoup plus
lentes que les mémoires de types RAM (une ROM a un temps d'accès
de l'ordre de 150ms tandis qu'une mémoire de type SDRAM a un temps d'accès
d'environ 10ms), les instructions contenues dans la ROM sont parfois copiées
en RAM au démarrage, on parle alors de shadowing (en français
cela pourrait se traduire par ombrage, mais on parle généralement
de mémoire fantôme). |
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| Les types de ROM |
| Les ROM ont petit à petit évoluées
de mémoires mortes figées à des mémoires programmables,
puis reprogrammables. |
- ROM : Les premières
ROM étaient fabriquées à l'aide d'un procédé
inscrivant directement les données binaires dans une plaque de
silicium grâce à un masque. Ce procédé est
maintenant obsolète.
- PROM : Les
PROM (Programmable Read Only Memory) ont été mises au
point à la fin des années 70 par la firme Texas Instruments.
Ces mémoires sont des puces constituées de milliers de
fusibles pouvant être "grillés" grâce à
un appareil appelé programmateur de ROM, envoyant un fort courant
(12V) dans certains fusibles. Ainsi, les fusibles grillées correspondent
à des 0, les autres à des 1.
- EPROM : Les
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) sont des PROM pouvant
être effacées. Ces puces possèdent une vitre permettant
de laisser passer des rayons ultra-violets. Lorsque la puce est en présence
de rayons ultra-violets d'une certaine longueur d'onde, les fusibles
sont reconstitués, c'est-à-dire que tous les bits de la
mémoire sont à nouveau à 1. C'est pour cette raison
que l'on qualifie ce type de PROM d'effaçable. Il est bien entendu
que cette opération n'est pas réalisable avec l'EPROM
installée dans la machine.
- EEPROM : Les
EEPROM (Electrically Erasable read Only Memory) sont aussi des PROM
effaçables, mais contrairement aux EPROM, celles-ci peuvent être
effacées par un simple courant électrique, c'est-à-dire
qu'elle peuvent être effacées même lorsqu'elles sont
en position dans l'ordinateur. Ces mémoires sont aussi appelées
mémoires flash (ou ROM flash), et l'on qualifie de flashage l'action
consistant à reprogrammer une EEPROM.
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