Mémoire - L`informatique, c`est mon domaine

Mémoire 21.10.2004 Chapitre 8, page 1
Pascal Mauron
Table des matières Chapitre 8
MÉMOIRE ROM(READ ONLY MEMORY). ..................................................................................3
INTRODUCTION.................................................................................................................................3
Le fonctionnement.......................................................................................................................3
MÉMOIRE RAM (RANDOM ACCESS MEMORY).......................................................................4
INTRODUCTION.................................................................................................................................4
Fabrication...................................................................................................................................4
Fonctionnement de la RAM.......................................................................................................5
La vitesse......................................................................................................................................6
Mémoire et performance.............................................................................................................6
Temps d’accès (ns).......................................................................................................................6
Calcul des ns ................................................................................................................................6
Où se trouve la mémoire ?..........................................................................................................7
LA MÉMOIRE CACHE......................................................................................................................7
INTRODUCTION.................................................................................................................................7
Fonctionnement...........................................................................................................................8
Le cache level 1 (L1)....................................................................................................................9
Le cache level 2 (L2)....................................................................................................................9
Le cache level 3 (L3)..................................................................................................................10
La vitesse....................................................................................................................................10
Cache exclusif et inclusif :........................................................................................................10
Les débits....................................................................................................................................11
La taille de la mémoire cache..................................................................................................12
LA CONNECTIQUE...........................................................................................................................12
Les barrettes SIP.......................................................................................................................12
Les barrettes SIMM 8bits / 30 pins........................................................................................12
Les barrettes SIMM 32bits / 72 pins. .....................................................................................13
Les barrettes DIMM. ................................................................................................................13
Les barrettes RIMM..................................................................................................................13
Les barrettes DDR SDRAM.....................................................................................................14
Les barrettes DDR II SDRAM.................................................................................................14
MRAM.........................................................................................................................................15
FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory)..................................................................16
LES CIRCUITS DIP..........................................................................................................................17
LES MODULES COAST...................................................................................................................17
LA TECHNOLOGIE...........................................................................................................................18
La mémoire ASYNC SRAM.....................................................................................................18
La mémoire BSRAM.................................................................................................................18
La mémoire PBSRAM...............................................................................................................18
Le contrôle de parité. ................................................................................................................18
La mémoire ECC.......................................................................................................................19
La mémoire AECC.....................................................................................................................20
La mémoire FPM.......................................................................................................................20
La mémoire EDO.......................................................................................................................20
La mémoire BEDORam............................................................................................................20

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La mémoire SDRAM.................................................................................................................21
La mémoire MDRAM (Multibank DRAM). ...........................................................................21
La mémoire DDR-SRAM..........................................................................................................21
La mémoire SLDRAM. .............................................................................................................22
Quelques mémoires spéciales..................................................................................................22
RAMBUS...........................................................................................................................................22
Le contrôleur Direct Rambus. .................................................................................................24
Le bus Direct Rambus..............................................................................................................24
Les barrettes RIMM..................................................................................................................25
Les modules RDRAMs..............................................................................................................26
Augmentation de la mémoire. .................................................................................................26
La gestion de l'énergie..............................................................................................................27
QUELQUES DÉFINITIONS................................................................................................................28
GLOSSAIRE......................................................................................................................................30

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Mémoire ROM(Read Only Memory).
Introduction.
La mémoire est un composant de base de l'ordinateur, sans lequel tout fonctionnement
devient impossible. Son rôle est de stocker les données avant et pendant leur traitement
par le processeur. Ces données sont d'apparence binaire et mémorisées sous forme
d'impulsions électriques (une impulsion est égale à 1, aucune impulsion est égale à 0).
Plusieurs types de mémoires sont utilisés, différentiables par :
1. Leur fonctionnement (RAM, ROM, ...).
2. Leur forme ou connectique (SIMM, DIMM, ...).
3. Leur technologie (DRAM, SRAM, ...).
Le fonctionnement.
Voire fiche technique No 8-A et 8-B
ROM (Read-Only Memory)
Ce type de mémoire est par définition une mémoire ne pouvant être accessible qu'en
lecture. En fait, certaines variantes peuvent être lues et écrites, mais souvent de manière
non permanente. On les utilisera pour stocker des informations devant être rarement mise
à jour. De plus, ces données ne seront pas perdues si la mémoire n'est plus alimentée
électriquement. Une des utilisations classique de la ROM est le Bios des PC. En fait, on
peut affirmer que presque toutes les "puces" présentes sur la carte mère sont des mémoires
ROM, qu'il s'agisse du chipset ou encore du Bios clavier. Un des défauts de ce type de
mémoire est sa lenteur d'accès. Il existe plusieurs types de mémoires ROM :
ROM. Mémoire programmée de manière hardware en usine. Elle ne
peut en aucun cas être reprogrammée. Elle est souvent utilisée
pour stocker des informations statiques (Bios clavier, chipset, ...)
PROM (Programmable
ROM). Cette mémoire peut être programmée à l'aide d'un équipement
spécifique, mais une seule fois seulement.
EPROM (Erasable
Programmable ROM). Mémoire pouvant être reprogrammée autant de fois que
nécessaire à l'aide d'un équipement spécifique. Les chips de ce
type comportent une ouverture vitrée sur la face supérieure. En effet,
ils sont effaçables à l'aide d'UV. Afin d'éviter toute altération
involontaire des données, cette face est recouverte d'un autocollant
métallisé, ne laissant passer aucun UV. Réfléchissez bien avant de le
décoller...
EEPROM (Electrically
Erasable PROM)
DIP
Mémoire réinscriptible à volonté. Contrairement à l'EPROM,
aucun rayon UV n'est requis pour l'effacer. En effet, cette
opération peut se faire électriquement. Ce type de ROM est
utilisé pour les Bios pouvant être mis à jour par l'utilisateur (Bios
Flash).
Mémoire flash Plus grande capacité et soudée sur la carte mère

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Mémoire RAM (Random Access Memory)
Introduction
Cette mémoire, à l'inverse de la mémoire ROM, peut être lue et écrite de manière standard,
tout en étant nettement plus rapide. Il s'agit d'une
mémoire volatile, ce qui sous-entend que son contenu
est perdu lorsqu'elle n'est plus alimentée
électriquement. Lorsqu'il est sujet de mémoire vive,
de mémoire cache, il s'agit toujours de mémoire RAM.
Ce type de mémoire se décline en deux grandes
catégories :
SRAM (Static RAM) Mémoire statique. Cette mémoire a l'immense
avantage de pouvoir stocker une valeur pendant une
longue période sans devoir être rafraîchie. Cela
permet des temps d'accès très court (8-20ns). Les
deux inconvénients sont son coût très élevé et son
encombrement. Une de ses principales utilisations
est la mémoire cache.
DRAM (Dynamic RAM) Mémoire dynamique. A l'inverse de la mémoire
SRAM, elle doit être rafraîchie plusieurs fois par
secondes, ce qui en augmente le temps d'accès (50-
80ns). Par contre son coût est nettement inférieur et
son encombrement faible. Il est facile de placer 64Mo
sur une barrette DIMM (~13/3cm). Son prix en fait
une mémoire vive relativement performante pour un
prix des plus honnête.
Fabrication.
Comment fabrique-t-on une mémoire ?
1) On fabrique d´abord un composant DRAM
Ø On prend une grille composée de plusieurs milliers de lignes et de colonnes.
Ø A chaque intersection de ligne et de colonne, on implante un composant électronique
de type condensateur-transistor.
Ø On relie les lignes et les colonnes de la grille à des composants qui décoderont les
informations provenant du microprocesseur.
Ø On moule le tout dans un matériau protecteur.
2) On fabrique ensuite une barrette :

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Ø On assemble les composants DRAM, par groupe de 2, 4, ..., jusqu´à 32, sur une petite
plaque nommée PCB (Printed Circuit Board - circuit imprimé).
Ø La barrette est choisie en fonction du type de connecteur (DIMM, SIMM ou RIMM)
dont on souhaite disposer.
Remarques :
Lorsque l’on met un seul composant de type condensateur-transistor aux intersections de
la grille, on fabrique une DRAM de type 1 bit. Aujourd´hui, les DRAMS sont de type 4, 8 ou
16 bits, c´est-à-dire qu´à chaque intersection, on dépose 4, 8 ou 16 composants de type
condensateur-transistor.
Ø La grille correspond à un banc. Dans les DRAM utilisées pour les SDRAM ou DDR-
RAM, le nombre de grilles (donc de bancs) est de quatre.
Ø Ne confondez pas les bancs pour barrette mémoire qui correspondent à des
connecteurs situés sur la carte mère de votre ordinateur, et les bancs internes
composant une DRAM.
Fonctionnement de la RAM.
La mémoire est accédée soit par le microprocesseur (CPU), soit par des processeurs comme
celui de la carte graphique, carte son, etc... Deux types d´accès ont lieu :
1. Lecture
2. Ecriture.
Pour accéder à la mémoire, un processeur doit envoyer 3 informations correspondant à
l´adresse de la donnée : Banc, ligne, colonne, (en anglais : bank, raw, col).
- Le n° du banc (ou grille)
- Le n° de la ligne.
- Le n° de la colonne.
On peut schématiser un mot (8 bits) de mémoire vive de la façon suivante. Chaque bit est
présenté sous forme d'un condensateur, qui peut être fermé ou ouvert par un transistor.
Deux lignes gèrent le tout, la ligne d'adresses et la ligne de données. Si on veut stocker le
chiffre binaire 1, un courant électrique passe par la ligne de données et va s'engouffrer dans
chaque condensateur. La ligne d'adresses ferme le transistor concerné, emprisonnant ainsi
l'impulsion contenue dans le condensateur, alors que les autres se vident. Lorsque ce
nombre est demandé par le processeur, tous les transistors passent en position ouverte,
chaque condensateur libère alors son contenu dans la ligne de données. Étant donné que
seuls le condensateur étudié libère une impulsion, le processeur peur reformer le nombre 1.
La méthode d´accès à la mémoire:
- La mémoire reçoit un premier signal spécifiant le n° du banc et de la ligne (RAS).
- La mémoire reçoit un second signal (après une certain temps = RAS to CAS) spécifiant le
n° de la colonne.
- La mémoire accède à la donnée de la colonne (CAS)
- Les données sont envoyées dans les buffers (Tac).
- Le processeur récupère les données, pendant ce temps la mémoire se prépare à recevoir de
nouveaux ordres (RAS précharge)