Architecture de machines La mémoire Cours 2000-2001

Les différentes mémoires Un ordinateur comporte plusieurs mémoires Mémoire centrale Mémoires de stockage Temporaire : Disques Durs Permanent : CD-ROMS Plus une mémoire est rapide plus elle est chère et de petite taille Hiérarchie des mémoires : Registres du microprocesseur Mémoire cache Unités de disque Bandes magnétiques

Hiérarchies de mémoire Registres (CPU) Prix/Mo Cache(s) Mémoire Centrale Mémoire de stockage temporaire Mémoire de stockage permanent Taille

Les unités de mesure de la mémoire La mémoire se mesure en octets 1 octet = 8 bits 1 Ko (kilo-octet) = 1024 (210 Octets) 1 Mo (1024 Ko) 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

Hiérarchies de mémoire, tailles associées Qq octets 512 Ko 64Mo-2Go 6 - 80 Go 0,6Go-Qq To Registres (CPU) Prix/Mo Cache(s) Mémoire Centrale Mémoire de stockage temporaire Mémoire de stockage permanent Taille

Particularités de la mémoire (1/2) Taille Se mesure en Mo Mémoire centrale 64 Mo Disque dur 30 Go = 30 000 Mo Temps d ’accès Temps mis pour retrouver une information Cache < 6 ns Mémoire centrale < 10 ns Disque dur 10 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 Exemples : 40 Mo/s pour un disque dur 800 Mo/s pour une mémoire a 100 Mhz Système d ’accès Numéro de case « adresse » Mot clef « associatif »

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

La mémoire centrale 2 types de mémoire ROM : Read Only Memory Stockage permanent de « boites à outils » RAM : Random access memory Stockage volatile Plusieurs technologies : DRAM, SDRAM Présentation physique sous forme de barettes

L ’adressage Une case mémoire : 1 octet Chaque case possède une adresse « numéro » de la case Exemples d ’implantations de données en mémoire

Présentation physique Composants soudés sur la carte Barrettes de mémoire DRAM, SDRAM, RAMBUS Nombre de bits 8 ou 32 Correction d ’erreur ECC ou parité Taille usuelle de la mémoire 64 Mo pour une machine classique >128 Mo pour une utilisation avancée

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