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Mémoire vive
Mémoire RAM
Deux barrettes de 512 Mio pièce
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| Classement des utilisations |
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| Fabricants courants |
La mémoire vive, ou mémoire système aussi appelée RAM de l'anglais Random Access Memory (que l'on traduit en français par mémoire à accès direct[1]), est la mémoire informatique dans laquelle un ordinateur place les données lors de leur traitement. Les caractéristiques de cette mémoire sont :
- sa rapidité d'accès, qui est essentielle pour fournir rapidement les données au processeur,
- sa volatilité, qui implique que toutes les données de cette mémoire sont perdues dès que l'ordinateur cesse d'être alimenté en électricité. Notons que des dernières évolutions conduisent à des types de mémoire RAM non-volatile, comme les MRAM.
Sommaire |
Désignations
Il existe deux types de mémoires :
- La mémoire vive (RAM) est généralement définie en opposition à la mémoire morte (ROM) : les données contenues dans la mémoire vive sont perdues lorsque l'alimentation électrique est coupée. En effet, la mémoire vive est dans un état indéterminé lors du démarrage.
- la mémoire morte qui conserve ses données en absence d'alimentation électrique. La mémoire morte n'est donc pas volatile, ce qui est nécessaire pour le démarrage d'un ordinateur.
Quelquefois, on utilise le sigle RWM (pour Read Write Memory, soit mémoire en lecture écriture) pour désigner la RAM en mettant l'accent sur la possibilité d'écriture plutôt que l'accès arbitraire.
Le sens littéral des termes RAM et mémoire vive peut prêter à confusion. En effet, le terme RAM implique la possibilité d'un accès aléatoire aux données, c'est-à-dire un accès direct à n'importe quelle donnée n'importe quand, par opposition à un accès séquentiel, comme l'accès à une bande magnétique, où les données sont nécessairement lues dans un ordre défini à l'avance.
Technologie
La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devient électronique dans les années 1970 ce qui permet de stocker et relire rapidement des informations binaires. Son rôle est notamment de stocker les données qui vont être traitées par l'unité centrale (ou le microprocesseur). La mémoire vive a un temps d'accès de quelques dizaines ou centaines de nanosecondes tandis que celui du disque dur est de quelques millisecondes (dix mille à cent mille fois plus).
La RAM présente la particularité de pouvoir être accédée à la fois en lecture et en écriture. Une activation électronique appropriée permet si besoin de verrouiller temporairement en écriture des blocs physiques donnés. L'adressage d'une mémoire (traduction de tensions électriques sur des fils en adresse mémoire) se fait par un mécanisme nommé le chip select. Il est très facile de munir un microprocesseur d'une mémoire non contiguë (par exemple de 0 à 4 095, puis un trou, puis de la mémoire entre 16 384 et 32 767), ce qui facilite beaucoup la détection d'erreurs d'adressage éventuelles.
Les informations peuvent être organisées en mots de 8, 16 ou 32 bits voire plus actuellement. Certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique, par exemple 60 bits pour le Control Data 6600, 36 bits pour l'IBM 7030 « Stretch » ou le DEC PDP-10 et 12 bits pour la plupart des premiers mini-ordinateurs de DEC, les appareils d'instrumentation travaillant au mieux sur 12 bits à l'époque. Mais :
- Dans les mémoires à parité, un bit supplémentaire (dit de contrôle de parité) existe de façon invisible,
- Dans les mémoires à correction automatique d'erreur sur 1 bit et détection sur plus d'un bit (ECC), ces bits invisibles sont parfois au nombre de six ou plus,
- Chaque mot des mémoires des serveurs modernes dits non-stop ou 24×365 dispose en plus des bits de correction de bits de remplacement qui prennent la relève du ou des bits défaillants à mesure du vieillissement de la mémoire : une défaillance de 10-11 chaque année se traduit par 10,0 bits défaillants par an sur une mémoire de 128 Gio.
Les fabricants recommandent souvent d'utiliser de l'ECC à partir d'1 Gio de RAM (généralement pour les barrettes utilisées dans les serveurs, permettent de détecter les erreurs et de les corriger).
Il existe également des mémoires associatives.
Divers types de mémoire vive
Mémoire vive statique
- La mémoire vive statique SRAM (Static Random Access Memory), Static RAM, utilise le principe des bascules électroniques, elle est très rapide et ne nécessite pas de rafraîchissement, par contre, elle est chère, volumineuse. Elle consomme moins d'électricité que la mémoire dynamique. Elle est utilisée pour les caches mémoire, exemple les tampons mémoire L1, L2 et L3 des microprocesseurs.
- La MRAM (Magnetic RAM), technologie utilisant la charge magnétique de l'électron. Les performances possibles sont un débit de l'ordre du gigabit par seconde, temps d'accès comparable à de la mémoire DRAM (~10 ns) et non-volatilité des données. Étudiée par tous les grands acteurs de l'électronique, elle commence en juillet 2006 à être commercialisée.
- La DPRAM (Dual Ported RAM), technologie utilisant un port double qui permet des accès multiples quasi simultanés, en entrée et en sortie.
Mémoire vive dynamique
La mémoire dynamique (DRAM, Dynamic RAM) utilise la capacité parasite drain/substrat d'un transistor à effet de champ. Elle ne conserve les informations écrites que pendant quelques millisecondes : le contrôleur mémoire est obligé de relire régulièrement chaque cellule puis y réécrire l'information stockée afin d'en garantir la fiabilité, cette opération récurrente porte naturellement le nom de « rafraîchissement ». Malgré ces contraintes de rafraîchissement, ce type de mémoire est très utilisée car elle est bien meilleur marché que la mémoire statique. En effet, la cellule mémoire élémentaire de la DRAM est très simple (un transistor accompagné de son nano-condensateur) et ne nécessite que peu de silicium.
Les puces mémoires sont regroupées sur des supports SIMM (contacts électriques identiques sur les 2 faces du connecteur de la carte de barrette) ou DIMM (contacts électriques séparés sur les 2 faces du connecteur).
On distingue les types de mémoire vive dynamique suivants :
- SDRAM (Synchronous Dynamic RAM). Elle est utilisée comme mémoire principale et vidéo. Elle tend à être remplacée par la DDR SDRAM. Pour les machines de la génération Pentium II, Pentium III. On distingue la SDRAM 66, 100 et 133 (fréquence d'accès en MHz). Elle comporte normalement 168 broches.
- VRAM (Video RAM). Présente dans les cartes graphiques. Elle sert à construire l'image vidéo qui sera envoyée à l'écran d'ordinateur via le convertisseur RAMDAC.
- RDRAM (Rambus Dynamic RAM). Développée par la société Rambus, elle souffre notamment d'un prix beaucoup plus élevé que les autres types de mémoires et de brevets trop restrictifs de la part de la société créatrice. Elle est utilisée pour les machines de génération Pentium III et Pentium 4.
- DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM). Utilisée comme mémoire principale et comme mémoire vidéo, elle est synchrone avec l'horloge système mais elle double également la largeur de bande passante en transférant des données deux fois par cycles au lieu d'une seule pour la SDRAM simple. Elle est aussi plus chère. On distingue les DDR PC1600, PC2100, PC2700, PC3200, etc. Le numéro représente la quantité théorique maximale de transfert d'information en Mégaoctets par seconde. Elle est utilisée pour les machines de génération Pentium III et Pentium 4. Elle comporte normalement 184 broches.
- DDR2 SDRAM (Double Data Rate two SDRAM). On distingue les DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800 et DDR2-1066. Le numéro (400, 533, …) représente la fréquence de fonctionnement. Certains constructeurs privilégient la technique d'appellation basée sur la quantité de données théoriquement transportables (PC2-4200, PC2-5300, etc.), mais certains semblent retourner à la vitesse réelle de fonctionnement afin de distinguer plus clairement la DDR2 de la génération précédente. Pour les machines de génération Pentium 4 et plus. Elle comporte normalement 240 broches.
- DDR3 SDRAM (Double Data Rate three SDRAM). Il s'agit de la 3e génération de la technologie DDR. Les spécifications de cette nouvelle version ne sont pas finalisées en septembre 2006 par JEDEC. Les premiers micro-ordinateurs pouvant utiliser la DDR3 sont arrivés sur le marché pour la fin de 2007. La DDR3 fournit un débit deux fois plus important que la DDR2, et permet d'atteindre un débit de 6400 MB/s, et jusqu'à 10664 MB/S pour de la DDR3-1333[2].
- XDR DRAM (XDimm Rambus RAM). Technologie basée sur la technologie Flexio développée par Rambus. Elle permet d'envisager des débits théoriques de 6,4 Go/s à 12,8 Go/s en rafale.
Fabricants de mémoire
Puces mémoire
- Cypress
- Elpida
- Hynix
- IDT (Integrated Device Technology)
- Qimonda[3]
- Micron
- Nanya
- Powerchip Semiconductor Corporation (PSC)
- Samsung
- Winbond
- Take MS
Barrettes de mémoire
Articles connexes
Notes et références
- L'expression accès direct s'oppose ici à accès séquentiel. Le mot anglais Random ne peut être ici traduit par aléatoire comme c'est très souvent le cas mais implique que l'on peut accéder à une donnée située n'importe où sans avoir besoin de lire toutes les données qui précèdent, ce qui est le cas avec un accès séquentiel.
- (en) Understanding RAM Timings Sur le site hardwaresecrets.com
- ancienne division mémoire d'Infineon Technologies
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