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Mémoire


Mémoire vive

 Mémoire RAM
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Se connecte à Carte mère via:  
Support DIMM Support SIMM
Classement des utilisations  
Ordinateur fixe Ordinateur portable
Fabricant courants :  
Corsair Kingston

 

      La mémoire vive, mémoire système ou mémoire volatile (RAM (Random Access Memory mémoire à accès aléatoire) ou RWM (Read Write Memory mémoire en lecture écriture) en anglais) est la mémoire dans laquelle un ordinateur place les données lors de leur traitement. Les caractéristiques de cette mémoire sont :

  • sa rapidité d'accès (cette rapidité est essentielle pour fournir rapidement les données au processeur) ;
  • sa volatilité (cette volatilité implique que les données sont perdues dès que l'ordinateur cesse d'être alimenté en électricité).

 

Désignation

      La mémoire vive (RAM) est généralement opposée à la mémoire morte (ROM) : les données contenues dans la mémoire vive sont perdues lorsque l'alimentation électrique est coupée alors que la mémoire morte conserve ses données en absence d'alimentation électrique. La mémoire morte n'est donc pas volatile ce qui la rend très utile au moment du démarrage d'un ordinateur. En effet, la mémoire vive est vide et le disque dur est inaccessible lors du démarrage d'un ordinateur. L'ordinateur ne peut donc compter que sur la mémoire morte pour lui fournir les informations de configuration nécessaires au démarrage. Ces informations sont contenues dans une puce EEPROM support du BIOS.

Rarement, 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.

      Attention les termes "mémoire RAM" et "mémoire vive" peuvent porter à confusion car ils ne sont pas utilisés au sens littéral :

      Littéralement, le terme RAM (Random Access Memory) implique la possibilité d'un accès arbitraire aux données, c'est-à-dire un accès 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. En ce sens, les mémoires ROM et les mémoires flash jouissent de la caractéristique RAM (Random Access Memory), mais cette interprétation littérale porte à confusion avec l'usage courant qui oppose RAM et ROM. Conséquemment, on ne classe pas ces mémoires dans les mémoires RAM ni dans les mémoires vives mais uniquement dans les mémoires non volatiles.

      Il existe des mémoires à accès arbitraire, accessibles en lecture et écriture, comme la RAM, mais non volatiles, comme la ROM : par exemple, la mémoire flash. Comme ces mémoires sont non volatiles, on ne les classe donc pas dans les mémoires RAM ou mémoires vives car les termes mémoires RAM et mémoires vives sont considérés comme des synonymes de mémoires volatiles.

 

Technologie

Une carte mémoire RAM de 4 Mio pour ordinateur VAX 8600 (circa 1986).

Une carte mémoire RAM de 4 Mio pour ordinateur VAX 8600 (circa 1986).
Différents types de RAM, de haut en bas : DIP, SIP, SIMM 30 broches, SIMM 72 broches, DIMM, RIMM
Différents types de RAM, de haut en bas : DIP, SIP, SIMM 30 broches, SIMM 72 broches, DIMM, RIMM

      La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devint électronique dans les années 1970, qui permet de stocker et relire 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 qu'on peut y accéder 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 4095, puis un trou, puis de la mémoire entre 16384 et 32767), 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. Certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique, comme 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 neuvième bit (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 24x365 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 en effet par plus d'un bit défaillant par an sur une mémoire de 128 Gio.

Les fabricants recommandent souvent d'utiliser de l'ECC à partir d'1 Gio de RAM.

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 électronique, elle est très rapide, ne nécessite pas de rafraîchissement, par contre, elle est chère, volumineuse et, grosse consommatrice d'électricité. 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 assez éloquentes, débit de l'ordre du gigabit par seconde, temps d'accès comparable à de la mémoire DRAM (~10 ns) et surtout non-volatilité des données. Étudiée par tous les grands acteurs de l'électronique, elle commence tout juste (juillet 2006) à être commercialisée et devrait prendre son essor à l'horizon 2010.
  • 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

SDRAM
SDRAM
RDRAM
RDRAM
DDR SDRAM
DDR SDRAM
DDR2 SDRAM
DDR2 SDRAM
DDR3 SDRAM
DDR3 SDRAM
XDR DRAM
XDR DRAM


      La mémoire dynamique (DRAM, Dynamic RAM) utilise la technique du nano-condensateur. Elle ne conserve les informations que si elle est « rafraîchie » régulièrement : le contrôleur mémoire est obligé de lire les cellules toutes les x millisecondes) pour maintenir au bon niveau les charges électriques représentant l'information dans les cellules, information qui sinon deviendrait non fiable, impossibilité de distinguer un 1 d'un 0.

      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 et ne nécessite que peu de silicium.

      Les puces mémoires sont regroupées sur des supports SIMM (utilisation des barrettes par paire identique) ou DIMM (utilisation possible en simple barrette).

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 (il faut multiplier par 8 pour obtenir cette vitesse en Mégabits par seconde, un octet étant composé de 8 bits). 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 et DDR2-800. 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 encore finalisées par JEDEC (Septembre 2006). Les premiers micro-ordinateurs pouvant utiliser la DDR3 sont attendus sur le marché pour la fin de 2007.
  • 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.

 

Constructeurs de mémoire

Constructeurs de puces mémoire :

  • Cypress
  • Elpida
  • Hynix
  • IDT
  • Qimonda (ancienne division mémoire d'Infineon Technologies)
  • Micron, 2e plus grand fabricant (mars 2002), elle fournit notamment la mémoire pour les consoles de jeux Xbox
  • Nanya
  • Powerchip Semiconductor Corporation (PSC)
  • Samsun
  • Winbond

Constructeurs de barrettes de mémoire :

  • A-Data
  • Corsair
  • Crucial
  • DaneElec
  • G.Skill
  • Geil
  • Kingston
  • OCZ
  • ProMos
  • Samsung
  • Shikatronics
  • Twinmos
  • Transcend

Informations bibliographiques sur Mémoire vive