2- Différents types de mémoires vives
2.1 Les mémoires vives (RAM)
Les mémoires vives peuvent être écrites ou
lues à volonté. Elles sont connues sous le terme
générique de RAM parce que l'on peut accéder à
n'importe quel emplacement mémoire et non pas parce que l'on y
accède au hasard. L'inconvénient de ces mémoires provient
surtout de leur volatilité, une coupure de courant faisant
disparaître l'information. Par contre leurs temps d'accès sont
très rapides, elles ne consomment que peut d'énergie et peuvent
être lues, effacées et réécrites à
volonté.
Elles servent surtout de mémoires de travail -
mémoire centrale - mémoire cache.
La mémoire est un composant qui évolue
actuellement assez vite, de concert avec les processeurs et les chipsets.
L'accroissement des fréquences bus sur les cartes mères a induit
un besoin de mémoire encore plus rapide. Une large gamme de
mémoires vives est présente sur le marché et continue
à évoluer. Les ordinateurs de nos jours commencent à
disposer d'une mémoire de plusieurs Go de bande passante et de
capacité, bien loin des tout premiers ordinateurs.
A l'intérieur de ces mémoires vives, on distingue
deux catégories, dépendant du type de conception :
- Les RAM statiques
- Les RAM dynamiques
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EVOLUTION SUR LA MEMOIRE VIVE
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2.2 Les RAM statiques
Les mémoires statiques ou SRAM (Static Random Acces
Memory), onéreuses et encombrantes, ont l'immense avantage de pouvoir
stocker des valeurs pendant une longue période sans devoir être
rafraîchies. Cela permet des temps d'accès très court (8-20
ns). Par contre, elle est chère, volumineuse et grosses consommatrice
d'électricité.
Les SRAM sont notamment utilisées pour les
mémoires cache du processeur. Le bit mémoire d'une RAM statique
est composé d'une bascule. Chaque bascule contient entre 4 et 6
transistors. (Voir annexe1).
Les mémoires statiques peuvent être
assemblées pour former des mémoires plus grandes.
Tant que le circuit est alimenté, l'information est
sauvegardée. La RAM statique est la plus rapide.
Les caractéristiques des mémoires RAM statiques
:
- Conserve l'information indéfiniment (si tension)
- Est utilisé pour les mémoires caches et les
microprocesseurs des petits systèmes - Le temps d'accès est court
et très avantageux
2.3 Les RAM dynamiques
Dans la mémoire dynamique ou DRAM (Dynamic Ramdom
Access Memory), la cellule de base est constituée non plus par une
bascule à transistor, mais par la charge d'un condensateur. Comme tout
condensateur présent des courants de fuites, il se décharge peu
à peu et ce risque de fausser des informations contenues en
mémoire. Par exemple, si un bit 1 est stocké dans la cellule, il
s'efface peu à peu et risque de voir sa valeur à 0.
Pour y remédier, on procède
régulièrement à la relecture et la
réécriture des informations. C'est le rafraîchissement qui
a lieu toutes les 15 millisecondes environ. Bien entendu, pendant le
rafraîchissement, la mémoire est disponible en lecture comme en
écriture, ce qui ralenti les temps d'accès.
Son temps d'accès est couramment de l'ordre de 60 à
70 nanosecondes.
En général les mémoires dynamiques, qui
offrent une plus grande densité d'information et un coût par bit
faible, sont utilisées lorsque le facteur vitesse est critique,
notamment pour des mémoires de petites tailles comme les caches et les
registres. (Voir annexe 2)
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Avantage:
La Case mémoire d'une RAM dynamique occupe quatre fois
moins de place que celle d'une RAM statique.
La mémoire RAM dynamique consomme très peu.
· Inconvénients : La charge
stockée dans le condensateur élémentaire fuit
(résistance de fuite) et au bout de
quelques millisecondes, elle est presque complètement
perdue.
En effet, l'existence de courants de fuite dans le condensateur
contribue à sa décharge. Ainsi, Les données
disparaîtront si on ne les régénère pas constamment
(charge du condensateur).
Les RAM dynamiques nécessitent donc un
rafraîchissement fréquent pour ensuite entretenir la
mémorisation : il s'agit de lire l'information et de la recharger. Ce
rafraîchissement nécessaire a certaines conséquences :
- il rend difficile la gestion des mémoires dynamiques
car il faut tenir compte des opérations de rafraîchissement qui
sont obligatoires.
- la durée de ces actions augmente le temps
d'accès aux informations.
D'autre part, la lecture de l'information est nuisible. En
effet, elle se fait par décharge de la capacité du point
mémoire lorsque celle-ci est chargée. Donc toute lecture doit
être suivie d'une réécriture.
Pour préserver cette information, il faut la
rafraîchir (2 à 4 fois): cycle de lecture/écriture qui
rétablit l'information. Cela contribue à retarder les
accès à la mémoire.
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Conclusions RAM dynamique :
- une plus grande densité (4 fois)
- moins coûteuse (4 à 5 fois)
- une consommation plus faible (3 à 6 fois)
Mais :
- il faut prévoir le cycle de
rafraîchissement10 - plus lente en temps d'accès
S'il faut peu de mémoire: on prendra de la RAM statique
(prix global moins élevé). S'il faut une moyenne ou une grande
mémoire : RAM dynamique.
En général les mémoires dynamiques, qui
offrent une plus grande capacité d'information et un coût par bit
plus faible, sont utilisées pour la mémoire centrale, alors que
les mémoires statiques, plus rapides, sont utilisées lorsque la
vitesse est critique, notamment pour des mémoires de petite taille comme
les caches et les registres.
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