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Mémoire vive

Mémoire dynamique à accès aléatoire, utilisée pour le traitement des informations par les processeurs, en informatique
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Pour les articles homonymes, voir RAM et Mémoire vive (homonymie).

La mémoire vive, parfois abrégée avec l'acronyme anglais RAM (random-access memory), est la mémoire informatique dans laquelle peuvent être enregistrées les informations traitées par un appareil informatique. On écrit mémoire vive par opposition à la mémoire morte[a].

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Mémoire vive
Description de cette image, également commentée ci-après
Deux barrettes de mémoire DDR de 512 Mio chacune
Caractéristiques
Se connecte via
  • Support DIMM
  • Support SIMM
Classement des utilisations
  • Ordinateur fixe
  • Ordinateur portable
Fabricants courants

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L'acronyme RAM date de 1965.

Caractéristiques générales

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Les caractéristiques actuelles de cette mémoire sont :

  • Sa fabrication à base de circuits intégrés ;
  • L'accès direct à l'information[b] par opposition à un accès séquentiel ;
  • Sa rapidité d'accès, essentielle pour fournir rapidement les données au processeur ;
  • Sa volatilité, qui entraîne une perte de toutes les données en mémoire dès qu'elle cesse d'être alimentée en électricité.

Désignations

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Il y a deux types principaux de mémoire vive. La mémoire vive dynamique (DRAM) doit être réactualisée périodiquement pour éviter la perte d'information, même sous alimentation électrique normale. La mémoire vive statique (SRAM) n'a pas besoin d'un tel processus sous alimentation électrique normale.

 
Cellule DRAM (1 transistor et un condensateur).
 
Cellule SRAM (6 transistors)

Technique

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Une carte mémoire RAM de 4 Mio pour ordinateur VAX 8600 (c. 1986).
 
Différentes présentation de mémoire vive, de haut en bas :
* circuit intégré DIP
* barrette SIP
* barrette SIMM 30 broches
* barrette SIMM 72 broches
* barrette DIMM
* barrette RIMM

La mémoire informatique est un composant d'abord réalisé par des tores magnétiques, puis par l'électronique dans les années 1970[1], 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 de traitement (UCT), soit un microprocesseur dans la plupart des appareils modernes.

On peut accéder à la mémoire vive alternativement en lecture ou en écriture.

Il existe également des mémoires associatives, largement utilisées dans les techniques de mémoire virtuelle pour éviter des recherches séquentielles de pages et accélérer ainsi les accès.

Organisation

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Les informations peuvent être organisées en mots de 8, 16, 32 ou 64 bits.

Certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique. Par exemple,

Détection et correction d'erreurs

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Afin d'assurer la fiabilité de l'information enregistrée en mémoire, on ajoute des bits supplémentaires à chaque mot de mémoire. Par exemple,

  • Dans les mémoires à parité, il y a un bit supplémentaire (dit de contrôle de parité), transparent à l'utilisateur (traitement matériel) ;
  • 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 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 d'utiliser de barrettes de mémoire avec l'ECC pour celles ayant une capacité d'1 Gio ou plus, en particulier celles utilisées dans les serveurs, permettant de détecter les erreurs et de les corriger à la volée. Dans la pratique, les ordinateurs personnels les utilisent très rarement.

Temps d'accès

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Le temps d'accès à un mot de la mémoire vive est de quelques dizaines ou centaines de nanosecondes tandis que celui d'une mémoire à disque dur est de quelques millisecondes (c'est-à-dire dix mille à cent mille fois plus lent) et celui d'une mémoire à semi-conducteur est intermédiaire. En revanche, il n'est possible avec ces derniers, de lire et écrire que par blocs de mots.

Adressage de la mémoire

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Un circuit intégré de mémoire ne comporte que le nombre de bits d'adressage mémoire nécessaire pour accéder aux mots de mémoire qu'il contient. L'unité centrale de traitement comporte beaucoup plus de bits d'adresse mémoire qu'un simple circuit intégré de mémoire afin d'adresser davantage de mémoire. Ces bits supplémentaires sont décodés par un circuit spécialisé, nommé décodeur d'adresse ou sélecteur, pour sélectionner le circuit intégré de mémoire approprié grâce à une broche de celui-ci nommé 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[réf. nécessaire].

Divers types de mémoire vive

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Mémoire vive statique

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Une mémoire vive statique est une mémoire vive qui n'a pas besoin de rafraîchissement.

Static Random Access Memory (SRAM)

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Article détaillé : Mémoire vive statique.

Cette mémoire utilise le principe des bascules électroniques pour enregistrer l'information. Elle est très rapide, mais est cependant chère et volumineuse. Elle consomme moins d'électricité que la mémoire dynamique. Elle est utilisée pour les caches mémoire, par exemple les caches mémoire L1, L2 et L3 des microprocesseurs.

Dual Ported Random Access Memory (DPRAM)

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Article détaillé : DPRAM.

Cette mémoire est une variante de la Static Random Access Memory (SRAM) où on utilise un port double qui permet des accès multiples quasi simultanés, en entrée et en sortie.

Magnetic Random Access Memory (MRAM)

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Article détaillé : Magnetic Random Access Memory.

Cette mémoire utilise la charge magnétique de l'électron pour enregistrer l'information. Elle possède un débit de l'ordre du gigabit par seconde, un temps d'accès comparable à de la mémoire DRAM (~10 ns) et elle est non-volatile. Étudiée par tous les grands acteurs de l'électronique, elle a commencé à être commercialisée en 2006, mais reste en 2020 confinée à un marché de niche.

Phase-Change Random Access Memory (PRAM)

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Article détaillé : Mémoire à changement de phase.

Cette mémoire utilise le changement de phase du verre pour enregistrer l'information. Elle est non-volatile. Elle a commencé à être commercialisée en 2012.

Mémoire vive dynamique

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Articles détaillés : Mémoire vive dynamique et DDR SDRAM.

Une mémoire vive dynamique est une mémoire vive qui a besoin de rafraîchissement.

La simplicité structurelle d'une mémoire vive dynamique (DRAM) (un condensateur et un transistor pour un bit) permet d'obtenir une mémoire dense à faible coût. Son inconvénient réside dans les courants de fuite des condensateurs : l'information disparaît à moins que la charge des condensateurs ne soit rafraîchie avec une période de quelques millisecondes, d'où le terme de dynamique. A contrario, les mémoires vives statiques (SRAM) n'ont pas besoin de rafraîchissement, mais utilisent plus d'espace et sont plus coûteuses.

Fabricants de mémoire

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Puces mémoire

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  • Cypress
  • Elpida
  • Hynix
  • Integrated Device Technology
  • Qimonda[c]
  • Micron
  • Nanya
  • Powerchip Semiconductor Corporation (PSC)
  • Samsung
  • Winbond
  • Take MS

Barrettes de mémoire

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Notes et références

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Notes

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  1. ↑ La mémoire morte doit son nom au fait qu'elle est en lecture seule : ROM de l'anglais Read Only Memory.
  2. ↑ L'expression « accès direct » s'oppose ici à « accès séquentiel » d'une bande magnétique, par exemple. Le mot anglais « random » ne peut être traduit par « aléatoire » comme c'est très souvent le cas, mais implique que l'on peut accéder à n'importe quelle donnée directement sans avoir besoin de lire toutes les données qui précèdent.
  3. ↑ Ancienne division mémoire d'Infineon Technologies.

Références

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  1. ↑ (en) « 1970: Semiconductors compete with magnetic cores », sur Computer History Museum, (consulté le )

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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