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Mémoire RAM

La mémoire RAM (Random Access Memory en anglais) est aussi appelée mémoire vive.

Type de RAM et histoire

La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devint électronique dans les années 1970, et 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); elle n'a rien de commun en temps d'accès (quelques dizaines ou centaines de nanosecondes) avec le disque dur (quelques millisecondes, soit dix mille à cent mille fois plus). La mémoire vive est un peu le cahier de brouillon de l'unité centrale, le disque dur étant son cahier au propre !

La RAM a la particularité de pouvoir être accédée en lecture et en écriture. Une 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 logique) 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 sont apparemment organisées en mots de 8, 16 ou 32 bits voir plus (certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique, genre 60 bits pour le Control Data 6600, 36 bits pour l'IBM 7030 « Stretch ») 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 mémoire 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 Go.

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

Il existe deux familles de RAM: les RWM et les ROM.

• Les RWM, pour Read Write Memory, sont par abus de langage appelées RAM (à tel point que ce nom abusif est passé dans l'usage courant).
• Les ROM, pour Read Only Memory, ont gardé leur nom.

La différence entre ces deux types réside dans le rapport entre les temps d'écriture et de lecture sur la mémoire.

• Une RWM a demande un temps d'écriture proche de son temps de lecture, ce qui simplifie le cadencement.
• D'autres mémoires, utilisées par exemple pour stocker les BIOS ont une durée d'écriture bien plus longue que la durée de lecture. C'est abusivement que certaines sources les désignent sous le nom de ROM. Il existe pour elles un sigle approprié, et utilisé par des constructeurs comme IBM ou Intel, qui est NVRAM : non-volatile RAM.

• Les RWM les moins chères sont dynamiques elles ne conservent l'information que lorsque l'information y est en permanence rafraîchie, ce qui implique qu'elles restent alimentées électriquement (sous tension).
• Les mémoires à ferrite, utilisées jusqu'au début des années 70, étaient aussi des RAM, mais non volatiles : elles gardaient leurs informations lorsqu'on coupait le courant et on parlait de mémoire statique. Cette propriété n'était toutefois jamais utilisée dans la pratique. La presse spécialisée évoque parfois un possible retour des mémoires statiques pour les ordinateurs portables car, n'ayant pas besoin d'être rafraîchies, elles ont une bien moindre consommation.
• Les mémoires flash ( |clés USB, et autres) sont statiques.

Une RAM dynamique (DRAM) ne conserve ses informations que si elle est « rafraîchie » régulièrement, c'est-à-dire si un signal lui est transmis de manière régulière (toutes les x millisecondes) afin de remettre au bon niveau les charges électriques représentant l'information, et qui sinon s'affaibliraient progressivement jusqu'à disparaître. Pourquoi compte-tenu de ces contraintes de rafraîchissement et de consommation utiliser quand même de la DRAM ? Parce qu'elle est à la fois bon marché et rapide.

En 2004, on trouve des barrettes de 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 et rarement 4096 Mo au catalogue des constructeurs - et donc dans les magasins de matériel informatique.

On distingue sur les machines actuelles (2004) les types de mémoire RAM :

• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) pour les machines de la génération Pentium II, Pentium III
  On distingue la SDRAM 66, 100 et 133 (fréquence d'accès en MHz).
• RDRAM (Rambus Dynamic RAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4. Développées par la société RAMBUS, elles souffrent notamment d'un prix beaucoup plus élevé que les autres types de mémoires et de brevets trop restrictifs de la part de cette société.
• DDR-SDRAM (Double Data Rate-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4.
  On distingue les DDR PC1600, PC2100, PC2700, PC3200 etc. Le numéro représente la quantité théorique maximale de transfert d'information en kilobits (il faut diviser par 8 pour avoir leur fréquence réelle de fonctionnement).
• DDR2-SDRAM (Double Data Rate 2-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium 4 et plus.
  On distingue les DDR2 533 et DDR2 667. Le numéro représente la vitesse maximum d'accès. Certains constructeurs privilégient encore la technique d'appellation basée sur la quantitée de données théoriquement transportables (PC4300, PC4500, etc), mais la plupart semblent retourner à la vitesse réelle de fonctionnement afin de distinguer plus clairement la DDR2 de la génération précédente.

Il existe aussi des mémoires Flash. Ce sont des mémoires NVRAM effaçables électriquement (EEPROM), qui par conséquent gardent la mémoire sans être alimentée. On les utilise dans les appareils mobiles (appareils photo, téléphones portables etc.). Les utilisateurs de PDA auront déjà remarqué que leur temps d'accès, même en lecture seule, est pour le moment bien plus lent que celui de la mémoire dynamique.

Constructeurs

Constructeurs de puces mémoire

• Elpida
• Hynix
• Infineon
• Micron, 2^e plus grand fabricant (mars 2002), elle fournit notamment la mémoire pour les consoles de jeux Xbox
• Nanya
• Samsung
• Winbond

Constructeurs de barettes de mémoire

• Corsair
• Crucial
• Geil
• Kingston
• OCZ
• Samsung
• Twinmos