Mémoire informatique
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2008-03-29T21:18:45Z
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/* Références */
{{voir homonymes|mémoire}} {{à recycler}}
Depuis les débuts de l'[[électricité]], les phénomènes électriques étant généralement très rapides à l'échelle humaine, les [[ingénieur]]s ont cherché à conserver certaines informations pendant un temps suffisant afin de les analyser.
Une multitude de systèmes ont vu le jour : le plus courant, le condensateur se comporte comme un [[Accumulateur électrique|accumulateur]] d'[[énergie]], il est capable de conserver pendant un temps certain une quantité d'[[énergie électrique]]. Une mémoire est un système [[électrotechnique]] destiné à conserver pendant un certain temps un [[Signal électrique|signal]].
L'[[électronique numérique]] et l'[[informatique]] ont décuplé les besoins de mémorisation des signaux.
En [[informatique]], la '''mémoire''' est la structure indispensable au fonctionnement d'un [[système informatique]], au même titre que le [[processeur]]. Cette structure fait appel aux [[technologie]]s permettant de conserver fidèlement des [[donnée]]s sous forme [[numérique]].
[[Image:4mbramvax.jpg|thumbnail|400px|right|Une carte [[Mémoire vive|mémoire RAM]] de 4 [[Octet|Mo]] pour [[ordinateur]] [[VAX]] 8600 (circa [[1986]]).]]
==Fonction de la mémoire==
En [[électronique numérique]], qui est la base de l'informatique, on cherche à [[mémoriser]] une [[information]] la plus simple possible, généralement cela se limite au [[système binaire]], qui se contente de la présence ou non d'information.
==Différentes technologies==
{{Type de composant mémoire}}
===Condensateur===
Les [[Condensateur (électricité)|condensateurs]] ont comme première propriété de stocker l'[[énergie électrique]]. Ils ont été très tôt utilisés comme mémoire, mais leurs faibles performances les ont cantonnés longtemps à des rôles subalternes de [[filtre (électronique)|filtrage]].
Depuis les progrès de la [[micro-électronique]], c'est la capacité de microscopiques condensateurs organisés en trames, agencés et gérés au sein de [[Circuit intégré|puce]]s électroniques qui sert de mémoire numérique rapide pour les [[ordinateur]]s modernes. Ces [[circuit intégré|circuits intégrés]] spécialisés se nomment mémoire [[dynamique]] ou [[Dynamic Random Access Memory|DRAM]]. Le gros défaut est dû à la taille des condensateurs : ils sont tellement minuscules que l'information ne peut être conservée intacte que quelques fractions de [[seconde (temps)|seconde]]. Il faut donc en permanence rafraîchir les informations, ce qui nécessite des circuits annexes.
===Électronique===
Les circuits logiques ([[bascule]]) permettent de fabriquer des mémoires. Les mémoires ainsi réalisées peuvent être classées en deux familles : les [[Static_Random_Access_Memory|SRAM]] et les [[ROM]] :
* les SRAM ou (Static Random Access Memory) ont plusieurs défauts : elles sont de grandes consommatrices d'énergie électrique, mais surtout elles ne pouvaient être suffisamment intégrées pour rivaliser avec les mémoires dynamiques à condensateurs. Par contre, elles sont réputées très rapides ;
* les technologies utilisées, pour les '''"mémoires flash"''' et autres appellations de mémoire de poche, ont permis de dépasser allègrement les performances des anciennes SRAM au prix de quelques concessions à la vitesse de transfert ;
* les ROM ou (Read Only Memory) ont l'avantage de ne pas être volatiles : on y entre des données et elles restent intactes en absence d'alimentation. Par contre, elles sont lentes d'accès et la modification des données n'est pour certains modèles pas possible.
===Nouvelle génération===
Une nouvelle génération<ref>{{cite journal |last = Waldner |first = Jean-Baptiste |authorlink = Jean-Baptiste Waldner |title = Nano-informatique et Intelligence Ambiante - Inventer l'Ordinateur du XXIème Siècle [http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Special:Booksources&isbn=2746215160] |publisher = [[Hermes Science]] |place = London |date = 2007 | pages = p173-p176 |isbn = 2746215160}}</ref> de mémoire RAM pourrait combiner les avantages de la DRAM actuelle (densité d’intégration) et de la ROM (non-[[volatilité]]) et améliorer radicalement les performances de ces deux technologies. Améliorer la performance des mémoires électroniques (i.e. mémoires à semi-conducteurs), c’est réduire le nombre d’électrons nécessaires au stockage d’un bit d’information. Le but ultime est donc la [[mémoire mono-électronique]] qui n'utiliserait qu'un électron (ou quelques électrons) à la place de près d'un demi-million nécessaires aujourd'hui au stockage d'un bit élémentaire d'information.
===Électromécanique===
Les systèmes [[électromécanique]]s à base de [[Relais électromécanique|relais]] ont été parmi les premiers systèmes fiables destinés à mémoriser des informations.
Depuis, de multiples systèmes électromécaniques sont capables d'enregistrer sous forme [[magnétique]] ou [[optique]] des [[donnée]]s en grande quantité : [[disque dur]], [[disquette]], [[Digital Audio Tape|DAT]], [[CD-ROM]], [[DVD]].
=== Tore magnétique ===
[[Image:Magnetic core memory card.jpg|right|150px|Carte mémoire à tores de ferrite du début des années 1960.]]
La technique du [[tore]] [[magnétique]] utilisait la capacité d'un tore de [[Ferrite (céramique ferromagnétique)|ferrite]] à conserver une information magnétique binaire. Associé à une gestion électronique, les ordinateurs des années 1960-1970, avaient accès à un système mémoire performant (pour l'époque), quoique quelque peu encombrant par rapport à celui de la mémoire dynamique.
Il présente par contre un énorme avantage: conserver ces informations pendant plusieurs années.
La photo jointe représente la tranche d'un bit (64x64x1). Les mémoires avaient la forme d'un bloc de 20 cm de coté, comportant de 19 à 25 tranches pour former environ 4k mots de 19 à 25 bits.
On peut voir d'autres photos de mémoires à tores sur [http://pichotjm.free.fr/Serel/MemTores/MemTores.html http://pichotjm.free.fr/Serel/MemTores/MemTores.html]
Une photo d'un bloc mémoire sur [http://pichotjm.free.fr/Serel/ODP505/Memoire/PICT4462.html http://pichotjm.free.fr/Serel/ODP505/Memoire/PICT4462.html]
Une photo d'une mémoire complète avec toute son électronique de commande à transistors germanium sur [http://pichotjm.free.fr/Serel/ODP505/Memoire/PICT4450.html http://pichotjm.free.fr/Serel/ODP505/Memoire/PICT4450.html]
Il y a une soixantaine de cartes électroniques pour piloter le bloc de mémoire à tores Transfluxor.
== Fonctionnement des mémoires ==
=== Différentes fonctions de la mémoire ===
Pour des raisons économiques, les ''mémoires'' sont en général divisées en plusieurs familles traitées, la plupart du temps, différemment par le [[système d'exploitation]]<ref>Le livre ''Les Systèmes d'exploitation des ordinateurs'', Bloch Laurent, 2003 distingue quatre catégories de coût et de performances croissantes décroissant Registres du processeur, Mémoire cache, Mémoire usage général, Mémoire de stockage.</ref>.
* La mémoire-registre est intégrée au processeur. Ce type de mémoire est très rapide mais aussi très cher et est donc réservé à une très faible quantité de données.
* La [[mémoire vive]] permet au processeur et aux contrôleurs annexes de stocker de façon temporaire les données indispensables à leur fonctionnement mais néanmoins d'une façon moins dépendante du microprocesseur. La mémoire cache est une mémoire plus rapide et donc plus chère.
* La [[mémoire de masse]] constitue le moyen d'archiver les données avant et après leur traitement informatique ; ce type de mémoire est généralement le plus lent des trois mais il offre le meilleur rapport coût / quantité de stockage de données.
Une mémoire est dite rémanente quand l'extinction temporaire du système n'en détruit pas le contenu, comme dans le cas des téléphones portables ou des autoradios. Cette mémoire n'est pas toujours gérée comme un système de fichier et est parfois intégrée dans le même espace logique que la mémoire vive. Ainsi, certains systèmes d'exploitation tel que VAX-11/VMS ou OpenVMS proposent un adressage virtuel, appelé VMS, dans lequel les disques durs apparaissaient comme de la mémoire vive.
La [[mémoire morte]] fournit à ces mêmes composants informatiques les données invariables (programmes et données) nécessaires à leur démarrage et, par la suite, à leur fonctionnement, en les stockant de manière rémanente et inaltérable.
=== Hiérarchie de mémoire ===
L'accès mémoire, l'[[efficacité]] du cache et les transferts entre les différents niveaux de la [[hiérarchie mémoire|hiérarchie de la mémoire]] deviennent une limite importante de la rapidité de la machine. Le [[processeur]] peut se retrouver à attendre que les transferts de mémoire s'accomplissent.
[[Image:Kinds-of-RAM.JPG|250px|right|Mémoire de PC en barrettes]]
Les différentes mémoires se distinguent principalement par :
* Le [[prix]] ;
* La capacité à être modifiées (écriture et réécriture) ;
* L'encombrement ;
* La [[consommation]] [[Électricité|électrique]] ;
* Le [[temps]] de conservation de [[donnée]]s.
Caractéristiques des mémoires informatiques :
* [[Adressage mémoire|Adresse]] : valeur numérique désignant un élément physique de mémoire.
* Capacité ou taille de la mémoire : quantité d’[[information]]s qu’elle peut contenir. On peut l’exprimer en fonction de nombre de [[bit]]s, d'[[octet]]s (ou bytes), ou de [[Mot (informatique)|mots]],
* Temps d’accès : [[temps]] qui s’écoule entre une demande de [[lecture]] ou d’[[écriture]] et son accomplissement.
* Cycle mémoire : [[temps]] minimum entre deux accès consécutifs plus long que le temps d’accès, car le bon fonctionnement de la mémoire nécessite quelques opérations de maintien, de stabilisation de signaux...
* Débit : nombre d’octets ou bits pouvant être lus ou écrits par seconde (exemple 12 Mo/s).
* [[Volatilité]] : perte ou non du contenu, une mémoire volatile perd son contenu lorsqu’on coupe le courant. (RAM : volatile, si l’on coupe le courant tout est aussitôt perdu ; bande magnétique : perte après 5 ans).
==Notes et références==
{{Références}}
{{Portail informatique}}
[[Catégorie:Mémoire informatique|*]]
[[ar:ذاكرة رئيسية]]
[[ca:Memòria d'ordinador]]
[[de:Arbeitsspeicher]]
[[en:Computer storage]]
[[es:Memoria de ordenador]]
[[hu:Memória (számítástechnika)]]
[[ja:記憶装置]]
[[ko:기억장치]]
[[lt:Atmintis (kompiuterio)]]
[[ms:Storan komputer]]
[[nl:Computergeheugen]]
[[pl:Pamięć komputerowa]]
[[pt:Memória (computador)]]
[[ru:Компьютерная память]]
[[sk:Pamäť (počítač)]]
[[sv:Arbetsminne]]
[[th:หน่วยความจำ]]
[[vi:Bộ nhớ]]