Architecture de machines La mémoire Cours 2003-2004

Les différentes mémoires Un ordinateur comporte plusieurs mémoires Mémoire centrale : RAM : Random Access Memory ROM : Read Only Memory Mémoires de stockage Temporaire : Disques Durs, Disquettes, CD-RW, DVD-RW Permanent : CD-ROMS, DVD-R Sauvegarde : Bandes magnétiques

Hiérarchies de mémoire Taille Prix/Mo Registres (CPU) Cache(s) Mémoire Centrale Mémoire de stockage temporaire Mémoire de stockage permanent Plus une mémoire est rapide plus elle est chère et de petite taille

Particularités de la mémoire (1/2) Taille Se mesure en octets Différentes unités Ko, Mo, Go, To basées sur des puissances de 2 1000 remplacé 210=1024 Tailles usuelles Mémoire centrale 512 Mo Disque dur 100 Go (= 60 000 Mo) CD-ROM 700 Mo, DVD 7 Go Temps d ’accès Temps mis pour retrouver une information Cache < 6 ns Mémoire centrale < 10 ns Disque dur 10 ms, CD 50 ms Bande magnétique parfois plusieurs minutes

Particularités de la mémoire (2/2) Débit Quantité d ’information pouvant transiter en une seconde Dépend de la fréquence pour les mémoires centrales Valence : Nb de bits par transaction Exemples : ≈ 40 Mo/s pour un disque dur 2128 Mo/s pour une mémoire à 266 Mhz Système d ’accès Coordonnées Mot clef « mémoire associative »

La mémoire centrale Mémoire contenant programmes et données utilisables pour les traitements Mémoire Données & Programmes UAL Unité de commande

Les unités de mesure de la mémoire centrale La mémoire est un tableau d ’octets informations sur une, deux, quatre, huit cases selon les cas Ex : entiers sur 32 bits -> 4 cases mémoire pour un nombre La mémoire centrale se mesure en mégaoctets (parfois en gigaoctets)

Tableau partagé entre ROM et RAM La mémoire centrale La mémoire centrale est un tableau d’octets Chaque case possède une adresse Une case mémoire : 1 octet « numéro » de la case souvent noté en hexadécimal Accès par groupes de cases Nombre de bits 8, 32 ou 64 fixé par la technologie du chipset et du microprocesseur Tableau partagé entre ROM et RAM

Stockage permanent de « boites à outils » La mémoire morte (ROM) Stockage permanent de « boites à outils » BIOS sur PC Parties de système sur mac Composants soudés sur la carte Modifiables par « flashage »

La mémoire vive (RAM) RAM : Random access memory Barrettes de mémoire Stockage volatile Plusieurs technologies : DRAM, SDRAM, RDRAM Présentation physique sous forme de barrettes SIMM, DIMM, RIMM, … Barrettes de mémoire DRAM, SDRAM, RAMBUS Correction d ’erreur ECC ou parité Taille usuelle de la mémoire 256 Mo pour une machine classique >512 Mo pour une utilisation avancée

L ’adressage Exemples d ’implantations de données en mémoire

Performances des mémoires actuelles Dépend de la fréquence, de la largeur du bus mémoire et du nombre d’opérations par cycle SDRAM PC133 : 1 Go /s RDRAM PC800 : 1.5 Go /s DDR-SDRAM PC1600 : 1.5 Go /s DDR-SDRAM PC2100 : 2 Go /s DDR-SDRAM PC3500 : 3.5 Go /s RDRAM PC800 Double canaux : 3 Go /s Bus double ou quad pumped

La mémoire cache Mémoire rapide (TA<6ns) de petite capacité Contient les informations les plus fréquemment utilisées par le CPU Minimisation des temps d ’attente Ecriture différée des valeurs (Write Back) Pb en cas de machine multiprocesseur (cohérence de cache) Séparation code/données Le code est souvent linéaire Les données réparties dans toute la mémoire centrale Mémoire de type associatif

La MMU (Memory Managing Unit) Composant de gestion de la mémoire Relations entre le microprocesseur et la mémoire Gestion de la mémoire cache Parfois gestion de la mémoire auxiliaire de type disque (swap) Permet de différentier les adresses logiques des adresses physiques Fonctionnement associatif Mémoire paginée

La mémoire swap Utilisation d ’espace disque pour créer des zones de mémoire extension de la mémoire physique Placement dynamique des pages en fonction de leur utilisation Physiquement Gros fichier sur le disque (Windows) Partition séparée (Unix)

Les mémoires de stockage Stockage d ’informations à court ou moyen terme Technique de stockage en fonction de la technologie employée Magnétique Disques Durs Bandes magnétiques Optique CD-ROMS DVD Prix faible en regard de la capacité

Hiérarchies de mémoire, tailles associées Qq octets 512 Ko 128 Mo - 2Go 30 - 160 Go 0,6 Go - Qq To Registres (CPU) Prix/Mo Cache(s) Mémoire Centrale Mémoire de stockage temporaire Mémoire de stockage permanent Taille