1. Rôle de la mémoire. - Sn-Bretagne
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M I C R O - OR D I N A T E U R M U L T I M E D I A MEMOIRE Cours 1/3 1. Rôle de la mémoire. La mémoire est un composant électronique qui est utilisé pour retenir des informations binaires. La mémoire doit se rappeler du courant qui l'a traversée, c'est-à-dire conserver une trace du passage du courant. Et c'est en interrogeant cette trace que l'on arrive à savoir si la valeur stockée est 1 ou 0. Pour que cela fonctionne, on utilise des composants électroniques qui savent stocker le courant électrique. Ce sont des condensateurs associés à des transistors (condensateurs-transistors). Un seul composant mémoire peut intégrer plusieurs millions de ces condensateurs transistors. Il existe plusieurs techniques (en dehors du condensateur transistor) qui permettent de conserver la trace du passage du courant. A chacune de ces techniques correspond un type ou une famille de mémoire. Le schéma ci-dessous représente les différentes mémoires ainsi que leur appartenance à telle ou telle famille. On distingue donc deux grandes familles de mémoires : - Les mémoires mortes (ROM). Les mémoires vives (RAM). 2. Mémoire morte. La mémoire morte a la particularité de conserver les informations qu'elle contient sans devoir être alimentée en courant, c'est-à-dire qu'on va imprimer une trace définitive à chacun de ses composants. Pour se faire, on utilise non pas des condensateurs-transistors, mais des diodes. Cette conception est plus complexe et beaucoup plus coûteuse. C'est pour cette raison qu'on l'utilise dans des situations où la quantité de mémoire nécessaire est peu importante comme pour le BIOS de votre ordinateur qui gère des programmes et des données qui auront pour fonction d'assurer l'initialisation correcte des cartes électroniques comme la carte mère, carte graphique, carte contrôleur, etc. ... Les différents types de mémoires mortes : ROM : Elle n'est plus commercialisée. Le programme était tracé dans le composant au moment de sa construction. ROM signifie Read Only Memory : mémoire accessible en lecture uniquement. Il n'est pas possible de modifier leur contenu. 7 6 97 9 5 0 7 5 L.T.P. ST JOSEPH VANNES COURS DE TECHNOLOGIE BAC PROFESSIONNEL SEN M I C R O - OR D I N A T E U R M U L T I M E D I A MEMOIRE Cours 2/3 PROM : ROM Programmable. En rendant programmable la ROM, les techniciens n'ont plus la nécessité d'attendre que de nouveaux composants soient fabriqués pour mettre à jour un matériel électronique. Il suffit qu'ils puisent dans un stock de PROM vierges. Toutefois, elle ne peut être programmée qu'une seule fois. EPROM : ROM Programmable et Effaçable. C'est une amélioration importante dans la famille des mémoires mortes. Le contenu de ces mémoires mortes peut être mis à jour plusieurs fois. Cependant, leur contenu ne s'efface que par ultraviolet, opération ne pouvant être réalisée que par un service technique équipé en conséquence. EEPROM : ROM programmable et Electriquement Effaçable. C'est une évolution de l'EPROM. L'effacement ne nécessite plus d'ultraviolet mais simplement un si gnal électrique. FlashROM : C'est une mémoire "récente". Elle repose sur la technologie EEPROM, mais en ayant une taille (densité) bien plus réduite. De part des similitudes de fabrication avec la mémoire Ram, on la nomme parfois Flash RAM. Mais ce n'est pas une RAM. Par exemple elle ne gère pas les accès aux données par groupe de 4 à 16 bits, comme la RAM, mais par bloc de plusieurs milliers de bits. Remarque : On utilise parfois l'acronyme ROM, comme terme générique pour désigner les mortes. La raison est historique, puisque les ROM ont été les premières mémoires mortes. Les informations du BIOS (programmes et données) sont contenues dans 2 types de mémoires. Le programme servant à l'initialisation de l'ordinateur est contenu dans une EEPROM, les paramètres du BIOS, ainsi que les paramètres plug&play (PNP) sont, quant à eux, contenus dans une RAM dont l'alimentation en courant est assurée par une petite batterie (durée de vie de 3 à 5 ans). On parle dans ce cas de NVRAM (RAM Non Volatile). Toute carte mère dispose d'un moyen d'effacer le contenu de ces mémoires : cela peut être un switch ou un cavalier sur la carte mère ou encore une option dans le BIOS. 3. Mémoire vive. Les RAM sont les mémoires les plus courantes. Il existe plusieurs familles et sous fam illes de RAM (voir ci-dessous). RAM signifie Random Access Memory. Littéralement cela se traduit par mémoire à accès aléatoire. En fait, l'accès à une RAM n'a rien d'aléatoire. Ce qu'il faut comprendre, c'est qu'on peut accéder à n'importe quelle partie de la RAM directement, sans obligation technique particulière. La RAM a deux particularités : Elle perd toutes ses informations quand elle n'est pas alimentée par du courant (à l'opposé des ROM). Elle nécessite un rafraîchissement constant des condensateurs transistors qui la composent. Le rafraîchissement est l'opération consistant à régénérer l'information d'une RAM avant qu'elle ne la perde. Effectivement, si les condensateurs -transistors savent conserver la trace du courant qui les traverse, cette trace n'a pas une durée de vie illimitée et il faut la régénérer avant qu'elle ne disparaisse complètement. Deux types de mémoire RAM se distinguent : La SRAM qui ne nécessite quasiment aucun rafraîchissement, mais la durée n'est pas illimitée, quelques heures à quelques jours. La DRAM qui nécessitent un rafraîchissement de plusieurs milliers de fois par seconde. Le terme de RAM est souvent utilisé sous forme générique pour désigner les mémoires que vous utilisez, mais il s'agit bien de barrettes mémoires composées de DRAM. 7 6 97 9 5 0 7 5 L.T.P. ST JOSEPH VANNES COURS DE TECHNOLOGIE BAC PROFESSIONNEL SEN M I C R O - OR D I N A T E U R M U L T I M E D I A Cours MEMOIRE 3/3 4. Caractéristiques des mémoires. Temps d'accès. Sur un ordinateur, le temps de cycle correspond à l'inverse de la fréquence de l'horloge. Par conséquent un ordinateur ayant une fréquence élevée et utilisant des mémoires dont le temp s d'accès est beaucoup plus long que le temps de cycle du processeur doit effectuer des cycles d'attente (en anglais wait state) pour accéder à la mémoire. Les mémoires actuelles SDRAM ont un temps d'accès de 7,5 ns. alors que celui de la SRAM n'est que de 2 ns. Rafraîchissement. Etant donné que les condensateurs se déchargent, il faut constamment les recharger (le terme exact est rafraîchir) à un intervalle de temps régulier appelé cycle de rafraîchissement (d'une durée d'environ 15 nanosecondes (ns) pour une mémoire DRAM). 4. Types de barrettes de mémoire. Les mémoires se trouvent généralement sous la forme de barrettes, c'est -à-dire des cartes enfichables dans des connecteurs prévus à cet effet. On distingue deux types de barrettes de RAM : 1) Les barrettes au format SIMM (Single Inline Memory Module). Il s'agit de circuits imprimés dont une des faces possède des puces de mémoire. Il existe deux types de barrettes SIMM, selon le nombre de connecteurs : - - Les barrettes SIMM à 30 connecteurs (dont les dimensions sont 89x13mm) sont des mémoires 8 bits qui équipaient les premières générations de PC (286,386). Les barrettes SIMM à 72 connecteurs (dont les dimensions sont 108x25mm) sont des mémoires capables de gérer 32 bits de données simultanés. Ces mémoires équipent des PC allant du 386DX aux premiers Pentiums. Sur ces derniers le processeur travaille avec un bus de données d'une largeur de 64 bits, c'est la raison pour laquelle il faut absolument équiper ces ordinateurs de deux barrettes SIMM. Il n'est pas possible d'installer des barrettes 30 broches sur des emplacements à 72 connecteurs dans la mesure où un détrompeur (encoche au centre des connecteurs) en empêche l'enfichage. 2) Les barrettes au format DIMM (Dual Inline Memory Module). Ce sont des mémoires 64 bits, ce qui explique pourquoi il n'est pas nécessaire de les installer par paire. Les barrettes DIMM possèdent des puces de mémoire de part et d'autre du circuit imprimé et ont également 84 connecteurs de chaque côté, ce qui les dote d'un total de 168 broches. En plus de leurs dimensions plus grandes que les barrettes SIMM (130x25mm) ces barrettes possèdent un second détrompeur pour éviter la confusion. 3) Les barrettes au format RIMM. Elles sont destinées à accueillir les mémoires de type RDRAM. Ces modules sont semblables en taille et en forme mais ils ne sont pas interchangeables et présentent des encoches différentes pour éviter toute erreur. 7 6 97 9 5 0 7 5 L.T.P. 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