Les différents types de mémoires.

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1 Les différents types de mémoires.

2 Plan de l’exposé Types de mémoires d’un ordinateur.( RAM,ROM,Cache).
La mémoire RAM. définition. Caractéristiques. Temps d’accès. Types de barrettes RAM La mémoire ROM. La mémoire cache.

3 Types de mémoires du PC RAM ROM Mémoire cache

4 La mémoire RAM La RAM est une abréviation de ( Random – Acces – memory :mémoire à accès aléatoire). Elle représente la mémoire centrale de l’ordinateur. Elle est volatile car elle se vide automatiquement si elle n’est pas sous tension. Plusieurs types de mémoires sont présents sous forme de barrettes dans le marché du PC. Chacune a ses propres caractéristiques et adaptée à un type bien précis de cartes mères. Avec l'évolution des PC, la mémoire RAM a évoluée en différents types et vitesses. La technologie des mémoires suit la vitesse externe des processeurs

5 Les normes de modules (barrettes) de mémoire sont nombreuses et variées, et Il n’est pas toujours facile de s’en sortir dans cette jungle. Il n’est cependant pas nécessaire de se préoccuper de tous les détails techniques, Il suffit de connaître les principales normes et les critères permettant de les distinguer les unes des autres. Les deux principaux critères de distinction sont le type d’accès et le type de construction. Le type d’accès: détermine la rapidité. Le type de construction: définit la taille.

6 Temps d’accès : lors du choix des modules de mémoire, le temps d’accès ( exprimé en nano secondes ou ns) est un facteur essentiel. Avec les anciens modules DRAM, les temps d’accès sont de l’ordre de 50ns à 70ns. Ce temps d’accès doit être adapté à la carte mère et au processeur. Ainsi, les modules en 70ns ne s’adaptent qu’à des PC travaillant avec une fréquence système ( fréquence externe du processeur) de 60Mhz. C’est le cas des anciens systèmes à base de Pentium .

7 Pour une fréquence système de 66 Mhz, vous utiliserez des mémoires DRAM en 60ns, et, pour les nouvelles cartes mères à fréquence système de 100 Mhz, seuls des modules SDRAM compatibles avec un temps d’accès de 10ns sont envisageables.

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10 Les modules SRAM (static RAM)
elles sont chers mais trés rapides. elles sont utilisés pour le cache memory ( L1 et L2 ). Dans cette petite mémoire tampon, extrêmement rapide, vient prendre place le code de programme. Ce code est ensuite échangé avec la mémoire centrale et le processeur.

11 Les modules DRAM ( Dynamic RAM)
Les modules DRAM sont sensiblement moins coûteux. mais aussi ils sont plus lents que les modules SRAM parce que les données stockées dans le module DRAM sont sans cesse rafraîchies par des cycles de rafraichissement. Ces cycles freinent la mémoire , l’empêchant d’être en permanence prête aux accès.

12 types de modules DRAM 1) EDO-RAM (Enhanced Data Output) :
Ce type de mémoire, toujours d’actualité, à 32 bits de données, avec une sortie de données légèrement accélérée ( accès en lecture). les données peuvent être écrites en mémoire pendant que d’autres données sont en lecture. Les modules EDO-RAM existent en 50 ns, en 60ns.

13 2) SDRAM ( synchronous DRAM) :
Ce type nouveau et plus rapide et est utilisé sur la plupart des cartes mères actuelles. le temps d’accès moyen est de l’ordre de 7ns à 10 ns et le prix est nettement abordable que les autres modules de mémoires

14 3) RAMBUS ou ( RDRAM) : à été conçu pour Intel, spécifiquement pour une utilisation conjointe avec le P4. Ce type de mémoire est censé fonctionner jusqu’à 3 fois plus vite que la SDRAM traditionnelle, la RDRAM se connecte sur la carte mère via un connecteur spécifique (RIMM) et arrive à toucher les vitesses de 1Ghz . La RAMBUS fonctionne en pair de barrette.

15 4) DDR-SDRAM : est également une évolution de la SDRAM, conçue pour concurrencer la RAMBUS. A l’heure actuelle, la guerre entre RAMBUS et DDR-SDRAM semble pencher en faveur de la DDR. Moins chère que la RAMBUS, la DDR-SDRAM est, depuis peu, utilisable avec tous les processeurs actuels. A prix moindre et à performances supplantées par une RAMBUS plus onéreuse. La DDRAM atteint le plafond de 466 MHZ.

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17 5) MFP-RAM : ( Fast Page Mode) : ce type de mémoire n’est plus utilisé dans le PC moderne. Il a longtemps été le standard pour les PC 486 à 32bits de données et le Pentium1 en double barrettes de 32bits. Elle serve aussi à étendre la mémoire des imprimantes et quelques cartes graphiques .

18 Mémoires spéciales ordinateur portable.
Les deux types de mémoire ci-dessous sont utilisées uniquement dans un ordinateur  portable.

19 les supports mémoires La forme sous laquelle se présente la mémoire est un élément aussi important que la technologie utilisée. En effet, chaque carte mère propose un certain nombre de supports à un format donné. C'est donc cet élément qui définit les possibilités d'extension de la mémoire. Généralement, les supports présents permettent d'accéder aux formats les plus courants du moment.

20 Les barrettes SIMM 8bits / 30 pins
La mémoire SIMM (Single In Line Memory Module) de 8 bits se présente sous la forme d'une barrette d'environ 8.5 cm de long, sur laquelle sont fixés des composants électroniques. Elle est aussi souvent appelée barrette SIMM 30 pins. On les place dans des connecteurs groupés par deux ou quatre , généralement les cartes mères comportent deux bank (bank 0 et bank 1). Une bank doit impérativement être utilisée dans son intégralité. Ces barrettes peuvent avoir une valeur de 256 ko, 1 Mo ou 4 Mo. Chaque barrette a une encoche dans l'angle inférieur gauche qui sert de détrompeur, évitant ainsi de la monter à l'envers.

21 Les barrettes SIMM 32bits / 72 pins
La mémoire SIMM de 32 bits (appelée aussi SIMM 72 pins) se présente aussi sous la forme d'une barrette, mais plus longue que les 8 bits (environ 10.5 cm). Au niveau des valeurs, les SIMM 32 bits disponibles sont de 1 Mo, 2 Mo, 4 Mo, 8 Mo, 16 Mo, 32 Mo et 64 Mo. Ces barrettes sont surtout utilisées dans les Pentium. Les barrettes SIMM 32 ont deux détrompeurs, une encoche dans le coin inférieur gauche (comme les SIMM 8 bits) et une encoche arrondie au centre de la barrette. Il n'est pas rare de trouver ces barrettes avec des composants sur les deux faces. Les barrettes SIMM32 ont 72 connecteurs sur chaque face.

22 Les barrettes DIMM Les barrettes DIMM (Dual In−Line Memory Module) sont désormais supportées par la plupart des PC récents. elles se présentent sous la forme d'une barrette longue de 13,3 cm. Adaptée aux Pentiums. elles sont composées de 64 bits . Une barrette DIMM a 84 connecteurs sur chaque face, mais chacun est indépendant. Ces barrettes sont disponibles en 5 et en 3,3 V.

23 Les barrettes RIMM Les barrettes RIMM (Rambus In−Line Memory Module) sont nées de la spécification Rambus, crée par la société du même nom. Si elles sont mécaniquement compatibles avec les barrettes DIMM , elles ne le sont pas électriquement. Inutile donc d'essayer de les placer dans un support DIMM et d'en espérer le bon fonctionnement. La notion de Bank chère aux DIMM, n'est pas applicables aux RIMM. Les barrettes sont toujours groupées par trois.

24 La mémoire ROM la ROM est une petite mémoire située sur la carte mère dont les données définissent les paramètres du système . son contenu s’appelle le BIOS ( Basic-Input-Output-System) . La ROM est une mémoire morte car il n'est pas possible de modifier son contenu, par contre certains paramètres sont accessibles .

25 Elle est considérée comme le premier programme à exécuter par le microprocesseur au démarrage des ordinateurs. On peut dire que le BIOS représente la personnalité de la machine et que le CPU doit respecter toutes les directives figées en ROM. Différents BIOS sont adaptés chacun à un type de carte mère bien déterminé et d’une architecture de CPU bien définie. Pour cela les BIOS ne sont pas compatibles. Les marques de BIOS  sont: ( AMI ; Award ; Pheonix ; Compaq. Etc).

26 La mémoire Cache La mémoire cache est appelée souvent L1 ou L2.
C’est une mémoire statique, plus rapide et plus chère que la mémoire dynamique utilisée dans les barrettes RAM. Elle offre aux CPU une meilleure performance en échange de données. Pour bien expliquer le rôle de la mémoire cache dans un système, nous vous présentons le schéma suivant qui explique la façon de transfert de données entre les trois niveaux de mémoire RAM et les différents exploits du CPU.

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28 Explications : La mémoire principale dans une carte mère qui est appelée aussi mémoire centrale est la mémoire DRAM. Cette mémoire emmagasine tous les programmes que le CPU à tendance a exécuter, commençant bien sur par le BIOS et passant par le Windows et ses logiciels. Elle permet aussi d’enregistrer les réponses du CPU qu’elles soient celles que le CPU veut afficher sur l’écran ou celles qu’ii veut garder pour les prochaines exécutions. La fréquence avec laquelle les mémoires communiquent avec leurs CPU varie entre 70ns et 5ns entre les différentes technologies que nous avons vu.

29 Par contre la mémoire cache L2 ou de niveau2, appelée souvent externe, est une mémoire plus rapide que la RAM mais limitée en capacité. Elle permet évidement à mettre à la disposition du CPU les programmes mais cette fois-ci très proche de lui. La meilleure capacité d’une L2 est de 1Mo, suffisante pour exécuter plusieurs petits programmes. La vitesse avec la quelle la mémoire L2 communique avec son CPU est souvent de 10ns à 7ns et en plus de ça, sa technologie est statique qui permet des lectures en temps.

30 La mémoire cache Interne ou L1 de niveau1 est intégrée dans la puce du CPU, permettant à ce dernier d’exécuter les instructions de programmes déjà stockées en L1 avant de voir dans la cache L2, qui cette dernière permet d’alimenter L1 de tous les programmes. Sa vitesse de transfert est égale à la vitesse interne du CPU . Le rôle de la mémoire cache interne est primordiale pour exploiter au maximum les performances d’un CPU, sans cette mémoire cache L1, le CPU perd la moitié de sa rapidité. Toutes les nouvelles technologies de CPU intègrent un nombre important de mémoires caches.

31 Une autre manière d’expliquer le rôle des mémoires caches dans un système est le fait que :Dans un ordinateur récent, le processeur est généralement le plus rapide. Il peut ainsi traiter une quantité d'information extrêmement grande par seconde, mais il n’est pas malheureusement approvisionné suffisamment rapidement en données. En effet, les mémoires de masse, tel qu’ un disque dur, sont beaucoup trop lentes pour garantir un débit suffisant. La mémoire vive permet d'améliorer les temps d'accès mais reste bien en deçà des possibilités du processeur.

32 La mémoire cache permet de corriger grandement ce problème
La mémoire cache permet de corriger grandement ce problème. Composée de mémoire SRAM, donc très rapide, elle diminue les temps d'attente du processeur. Malheureusement, son coût extrêmement élevé en empêche l'usage comme mémoire vive. Elle est donc utilisée en petites quantités sur la carte-mère de manière à apporter des gains de vitesse seulement où cela est vraiment nécessaire.

33 Le cache Level 1 (L1) Le cache Level 1 est communément appelé cache interne ou registres. Ce dernier est toujours placé dans le processeur, fonctionnant ainsi à une fréquence identique. Au fil des générations de processeur, sa taille a varié de 8 à 64 kilo-octets. Ce type de mémoire cache est fourni avec le CPU et ne peut être augmenté manuellement.

34 Le cache Level 2 (L2) Jusqu’ au Pentium, la mémoire cache Level 2 était disposée sur la carte-mère. L'arrivée du Pentium Pro a changé cet état de fait en intégrant la mémoire L2 directement dans le processeur. A cet emplacement, la mémoire fonctionne à une fréquence identique à celle du processeur. Intel fourni des processeurs intégrant 512ko ou 1Mo de cache L2 pour une même fréquence.  Le Pentium II offre un compromis entre le Pentium et le Pentium Pro, tant au niveau du coût que des performances. La mémoire cache L2 est placée sur une carte fille (SEC), et fonctionne à la moitié de la fréquence du processeur.