Mémoire RAM
La mémoire RAM (Random Access Memory ou " mémoire à accès
aléatoire ")
occupe un rôle de première importance au coeur d'un ordinateur. Elle est
exploitée à tout moment de l'utilisation de l'ordinateur, dès
son
démarrage, et durant l'utilisation de n'importe quelle application. La
mémoire vive est présente sous la forme de barrettes
insérées directement sur la carte mère, et sur lesquels sont
fixés des circuits intégrés. Elle se présente
également sous la forme de mémoire cache, à
l'intérieur de nombreux périphériques (disque dur,
imprimante, carte graphique...).
Autrefois, la mémoire vive se présentait sous
la forme de circuits intégrés individuels à
insérer
sur la carte mère. Elle n'est plus utilisée de cette façon
depuis longtemps. La mémoire vive, quel que soit son
type, est conçue pour stocker des informations, qui sont perdues lorsque
l'ordinateur est éteint. En effet, la mémoire vive conserve les
informations uniquement lorsqu'elle est sous tension.
Structure conventionnelle
Chaque information stockée en mémoire se trouve à un
emplacement précis. Cet emplacement est appelé " adresse
mémoire ". La manière dont l'information est stockée est
comparable à un tableau constitué de lignes
et de colonnes. L'intersection d'une ligne et d'une colonne forme une cellule
appelée " point de mémoire ". Chaque emplacement est
déterminé par une adresse définie par un numéro de
ligne et
un numéro de colonne. Chaque information est donc
récupérable à l'aide de cette adresse. Cependant, notez
que cette représentation est très simplifiée.
Vitesse d'accès
La vitesse de la mémoire vive est calculée en nanoseconde, ou 1
milliardième de seconde. Il s'agit du temps d'accès. Plus cette valeur est
basse, plus l'accès à la mémoire RAM est rapide. Attention,
cette vitesse doit impérativement correspondre au besoin de
l'ordinateur utilisé. Si la mémoire est trop lente, vous
obtiendrez des messages d'erreur. Si au contraire elle est plus rapide que la
vitesse que demande votre ordinateur, vous ne pourrez pas correctement
exploiter la mémoire. Si votre ordinateur demande un temps de
70 nanosecondes et que vous y installez une barrette de 60 nanoseconde, votre
temps d'accès sera celui demandé par l'ordinateur, donc 70
nanosecondes.
DRAM
La mémoire de type DRAM (Dynamique RAM) nécessite un
rafraîchissement (mise à jour) périodique des données
qu'elle contient. Pour cela, elle est équipée de
petits condensateurs de faible capacité, qui se déchargent
plusieurs centaines de fois par seconde. De cette façon, l'information est
sans cesse actualisée. Ce type de mémoire est utilisé
partout à l'intérieur de l'ordinateur, à
l'exception de la mémoire cache, qui est de type statique (SRAM).
SRAM
La SRAM (static RAM) est conçue de façon différente de la DRAM. Son
contenu n'a pas besoin d'être périodiquement rafraîchi. L'un des
avantage de ce type de mémoire est sa rapidité. Elle est
utilisée lorsqu'une grande rapidité est
nécessaire, notamment dans les mémoires cache, qui
équipent tous types de périphériques (imprimantes,
disques durs, processeurs...).
Barrettes de mémoire
Durant les années 80, la mémoire RAM se présentait sous
la forme de circuits intégrés individuels que l'on implantait
directement sur la carte mère. Ce procédé n'est plus
utilisé de nos jours. Depuis la fin des années 80,
la mémoire vive se présente exclusivement sous la forme de
petites cartes d'extension, communément appelées " barrettes de
mémoire " sur lesquelles sont fixés plusieurs circuits
intégrés. Le premier type de barrettes de mémoire
était le type SIMM 30. SIMM signifie " Single Inline Memory Module ".
Il existe des barrettes de type SIMM 30 (30 broches de connexion) et SIMM 72
(72 broches de connexion). La mémoire de type SIMM 30 était
capable de gérer un flux de donnée de 8 bits.
Elle équipait principalement les ordinateurs 286 et 386. La
mémoire SIMM 72
était capable de gérer un flux de données de 32 bits.
Elle a équipé les 486 et les premiers Pentium. Elles devaient
impérativement être utilisées par paires,
car les Pentium travaillaient sur un bus de données de 64 bits. Pour
que l'information soit reçue dans son intégralité (64 bits), il
était nécessaire de placer deux
barrettes de mémoire SIMM 32 (32 bits + 32 bits) afin que l'information
soit correctement reçue. De nos jours, la mémoire de type DIMM ("Dual
Inline Memory Module") est
utilisée. Elle est caractérisée par sa taille plus
importante. Elle est dotée de 168 broches
de connexion, et est capable de gérer un flux de données de 64
bits. Ce flux correspond au bus de données utilisé par les
processeurs actuels. Il est donc inutile de les installer par paires.
L'installation de ce type de barrette de mémoire est très simple. Un
emplacement prévu à cet effet est visible sur
chaque carte mère, et la barrette de mémoire s'insère sans
difficulté.
Barrette de mémoire vive DIMM
Connecteurs dans lesquels prennent place les barrettes de
mémoire
DIMM
Barrette de mémoire SIMM72, peu utilisée de nos
jours.
Barrette de mémoire SIMM30, qui n'est plus utilisée
actuellement.
Barrette de mémoire DDR2.
Connecteurs pour DDR2
Mémoire FPM
La mémoire FPM (Fast Page Mode) fonctionne à la vitesse d'accès
de 70 à 80 nanosecondes. Sa vitesse de fonctionnement est de 25
à 33 MHz. Sa particularité est un accès
acceléré pour extraire les données se trouvant
sur une même ligne ou colonne. Le système doit localiser qu'une fois le
numéro de ligne ou colonne où se trouvent les données
désirées. Par la suite, il est nécessaire d'activer
uniquement le numéro de ligne ou de colonne qui correspond aux
données suivantes. La mémoire FPM n'est plus
utilisée de nos jours. Autrefois, elle se présentait sous la
forme de barrettes SIMM30 et SIMM 72.
Mémoire EDO
EDO signifie " Extended Date Output ". Ce type de mémoire est plus
rapide que la mémoire de type FPM. La mémoire EDO offre un accès
de 50 à 60 nanosecondes, et une fréquence de fonctionnement de
33 à 50 MHz. Le mode Page rapide (Fast Page Mode) est bien entendu
repris par ce type de mémoire. La mémoire EDO est
accessible durant les temps de rafraîchissement, ce qui était
impossible avec la mémoire FPM, et qui augmente sa
rapidité. La mémoire EDO à la capacité
d'enregistrer les derniers emplacements où le processeur à
accédé. La mémoire EDO n'est plus utilisée de nos
jours, car elle était limitée à une
fréquence maximale de 66 MHz. Aujourd'hui, cette fréquence est
dépassée. La mémoire EDO se présentait sous la
forme de barrette SIMM 30 ou SIMM 72.
Mémoire BEDO
La mémoire BEDO (Burst Extended Data Output) est une variante du type
EDO. La principale différence avec cette dernière est que le type BEDO
permet l'envoi et la lecture de données en "rafale", c'est à
dire par paquet ininterrompu le long du bus. La mémoire BEDO se
présentait sous la forme DIMM conventionnelle. Elle n'est plus
utilisée aujourd'hui car sa fréquence maximale
était de 66 MHz.
Mémoire SDRAM
SRAM signifie "Synchronous Dynamic RAM". Sa particularité est, comme
son nom l'indique, d'être sychronisée avec la fréquence de la
carte mère, ce qui a pour but d'éliminer les délais d'attente au
processeur. Un délai d'attente est le temps requis pour synchroniser
les échanges avec la fréquence propre de la mémoire.
Comme mentionné plus haut, la mémoire SDRAM supprime
ces temps d'attente, avec sa capacité de synchronisation. La
mémoire SDRAM peut fonctionner à des fréquence
élevées, actuellement à 100 et 800 MHz. Elle se
présente sous la forme d'une barrettes DIMM classique.
DDR et DDR2 (Double Data Rate)
La mémoire DDR reprend les mêmes caractéristique que la SDRAM. Comme pour les autres types de RAM, l'écriture et la lecture en mémoire sont coordonnées par une fréquence d'horloge (clock). La DDR effectue ces opérations de lecture et d'écriture sur le front montant uniquement. La DDR2 effectue ces mêmes opérations sur les fronts montants et descendants, comme illustré. La lecture et l'écriture s'effectue à l'aide de deux canaux distincts.
Lecture et écriture des types DDR et DDR2
La mémoire DDR est alimentée par une tension de 2,5V. La DDR2 est alimentée par une tension de 1,8V.
La notation du type DDR est, par exemple, PC6400, PC4400, etc, ou la valeur désigne le débit théorique en Mo par seconde. Pour le type DDR2, cette notation est PC2-6400, PC2-5400, etc.
DDR3
La DDR3 est conçue avec des transistors à deux grilles. Elle nécessite 40% moins de courant que la DDR2, et est alimentée avec une tension de 1,5V. Son débit théorique est supérieur à 10Go/s.
Notation de performance
Il est possible d'exprimer les performances de la mémoire DDR à l'aide de quatre chiffre, comme le montre cet exemple: 2-3-3-3. Ces quatre chiffres ont une signification bien précise, laquelle est donnée ci-dessous.
Premier chiffre: CAS Delay: Concerne la lecture en mémoire. Désigne le nombre de cycles d'horloge nécessaires entre l'envoi de la commande de lecture et l'arrivée des données désirées.
Deuxième chiffre: RAS Precharge Time: Nombre de cycles d'horloge nécessaires pour deux accès à une même ligne.
Troisième chiffre: RAS to CAS: Nombre de cycles d'horloge nécessaires pour un accès d'une ligne à une colonne.
Quatrième chiffre: RAS Active Time: Nombre de cycles d'horloge nécessaires pour un accès à une ligne.
Algorithmes de correction d'erreurs
Le contrôle de parité consiste à effectuer la somme des bits de données et à vérifier leur parité, c'est à dire si cette somme est paire ou non. Cela permet de détecter les erreurs.
Le barrette ECC contiennent un algorithme de détection de correction d'erreurs. Elles ne sont habituellement pas utilisées sur les stations de travail, mais uniquement sur les serveurs.
Mémoire DRDRAM
DRDRAM signifie "Direct Rambus DRAM". Il s'agit d'un type de mémoire
inventé par la société américaine Rambus. Ce type
de mémoire présente des caractéristiques
différentes des types de mémoire qui l'ont
précédé. Le bus de mémoire qu'utilise la DRDRAM
est de 16 bits. Les ordinateurs actuels utilisent un bus de mémoire de
64 bits. Le bus de mémoire qu'utilise la DRDRAM est donc
bien plus étroit, et sa fréquence est très élevée:
elle atteint 800 MHz. La mémoire DRDRAM à une bande passante
théorique de 1,6 Go/sec., soit le double de ce que permet la
mémoire SDRAM. La mémoire DRDRAM est vendue
en format RIMM, qui est physiquement semblable au format DIMM.
CMOS RAM
Ce type de mémoire est utilisé pour que la configuration du BIOS
ne soit pas perdue. En d'autres thermes, toutes les données du BIOS
configurées par l'utilisateur sont retenues par ce type de
mémoire. Elle est généralement alimentée par une
pile AA visible sur la carte mère. La durée de vie de cette
pile est d'environ trois ans. Lorsque cette pile est déchargée,
un message apparaît au démarrage de l'ordinateur, demandant d'entrer la
date et l'heure. Cette donnée a donc pas été
conservée et signifie que la pile est déchargée.
Lorsqu'un message de ce type apparaît, il est nécessaire de remplacer
la pile.
Mémoire graphique
La mémoire graphique est utilisée sur les cartes graphiques.
Elle ne se présente pas sous la formes de barrettes à
insérer, mais en circuits intégrés directement
soudés à la carte graphique. La mémoire
utilisée dans les cartes graphiques n'est pas la même que les types de
mémoire décrits plus haut. La mémoire graphique doit
obligatoirement permettre la lecture et l'écriture simultanées,
ce que la mémoire DRAM classique ne permet pas. La mémoire
graphique reçoit les informations à stocker du processeur graphiques.
Celles-ci sont constament lues par le RAMDAC (convertisseur
numérique-analogique), pour les afficher à l'écran. C'est
pour cette raison que la mémoire graphique doit être capable de lire et
d'écrire simultanément.
Mémoire VRAM
La mémoire VRAM (video RAM) est spécifiquement conçue pour être
utilisée sur les cartes graphiques. Plus rapide de la mémoire
DRAM classique, sa fréquence atteint 80 MHz et son temps d'accès est de
20 à 25 ns. Contrairement à la DRAM, elle permet la lecture et
l'écriture simultanées.
Mémoire WRAM
La mémoire WRAM est une amélioration de la VRAM. La bande
passante est améliorée de 25%. Les transferts en mémoire
sont plus rapides. Elle permet évidemment la lecture et
l'écriture simultanées.
SGRAM
La mémoire SGRAM ("Synchronous Graphic RAM") est une adaptation de la
SDRAM à un usage graphique. Elle ne permet pas la lecture et
l'écriture simultanées. En revanche, elle permet la
récupération et modification de données par
blocs entiers (mode "rafales").
Mémoire cache
La mémoire cache équipe tous les types de
périphériques: disques durs, imprimantes, processeurs... Elle
est faite de faibles quantités de SRAM (de quelques Ko à à plusieurs Mo). Elle
sert de mémoire propre au périphérique. En
d'autre termes, le périphérique concerné pourra stocker
des informations dans sa mémoire cache plutot que de stocker les
données dans la mémoire centrale. Avec ce procédé,
nous gagnons un temps précieux. La mémoire SRAM est
utilisée dans les mémoires cache, car elle est bien plus rapide
que la mémoire DRAM classique. La mémoire cache est
divisée en plusieurs niveaux: L1, et L2, comme "level 1"
et "level 2". La mémoire cache de niveau 1 est directement
intégrée dans le circuit du processeur. Le premier processeur
doté de cette fonctionnalité était le 486 qui
possédait 8 Ko de mémoire cache. La mémoire
cache de niveau 2 est intégrée dans le boîtier du processeur ou
directement sur la carte mère. Comme la mémoire cache de niveau 1, elle
est constituée de petites quantitées de SRAM. Son temps d'accès
est très réduit, de 5 à 15 ns.
Async SRAM
La mémoire cache Async SRAM a servi à équiper les cache
de second niveau des 386 et 486. Son temps d'accès est très réduit, de
12 à 20 ns. Malgré cela, il s'agit d'un type de mémoire
asynchrone, et un délai d'attente est donc provoqué. Sa
fréquence optimale était de 33 MHz, ce qui
est dépassé aujourd'hui. La mémoire Async SRAM n'est plus
utilisée de nos jours.
Sync SRAM
La mémoire Sync SRAM est une amélioration de la mémoire
Async SRAM. Comme son nom l'indique, la mémoire Sync SRAM est sychrone,
et les délais d'attente son donc supprimés. Son temps d'accès
est plus réduit que celui de la mémoire Async RAM. Il est va de
8 à 12 ns. Limitée à 66 MHz, la mémoire Sync
SRAM n'est plus utilisée aujourd'hui.
Mémoire PBS
PBS signifie "Pipelined synchronous Burst SRAM". Il s'agit d'une mémoire
synchrone, fonctionnant à des fréquences supérieures à 66 MHz.
Son temps d'accès est très réduit, de 4,5 è 8 ns. La particularité de
ce type de mémoire est qu'il permet la lecture ou l'écriture en mémoire sans
attendre que l'accès précédent sois achevé. Ce type de mémoire reprend bien
sur le mode "rafale".
