La mémoire vive (RAM)

La mémoire vive, mémoire système ou mémoire volatile, aussi appelée RAM de l'anglais Random Access Memory (que l'on traduit en français par mémoire à accès direct^[1] ), est la mémoire informatique dans laquelle un ordinateur place les données lors de leur traitement. Les caractéristiques de cette mémoire sont :

• sa rapidité d'accès, qui est essentielle pour fournir rapidement les données au processeur,
• sa volatilité, qui implique que TOUTES les données, de cette mémoire, sont perdues dès que l'ordinateur cesse d'être alimenté en électricité.

Technologie

La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devient électronique dans les années 1970 ce qui permet de stocker et relire rapidement des informations binaires. Son rôle est notamment de stocker les données qui vont être traitées par l'unité centrale (ou le microprocesseur). La mémoire vive a un temps d'accès de quelques dizaines ou centaines de nanosecondes tandis que celui du disque dur est de quelques millisecondes (dix mille à cent mille fois plus).

La RAM présente la particularité de pouvoir être accédée à la fois en lecture et en écriture. Une activation électronique appropriée permet si besoin de verrouiller temporairement en écriture des blocs physiques donnés. L'adressage d'une mémoire (traduction de tensions électriques sur des fils en adresse mémoire) se fait par un mécanisme nommé le chip select. Il est très facile de munir un microprocesseur d'une mémoire non contiguë (par exemple de 0 à 4 095, puis un trou, puis de la mémoire entre 16 384 et 32 767), ce qui facilite beaucoup la détection d'erreurs d'adressage éventuelles.

Les informations peuvent être organisées en mots de 8, 16 ou 32 bits voire plus actuellement. Certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique, comme par exemple 60 bits pour le Control Data 6600, 36 bits pour l'IBM 7030 « Stretch » ou le DEC PDP-10 et 12 bits pour la plupart des premiers mini-ordinateurs de DEC, les appareils d'instrumentation travaillant au mieux sur 12 bits à l'époque. Mais :

• Dans les mémoires à parité, un bit suplementaire (dit de contrôle de parité) existe de façon invisible,
• Dans les mémoires à correction automatique d'erreur sur 1 bit et détection sur plus d'un bit (ECC), ces bits invisibles sont parfois au nombre de six ou plus,
• Chaque mot des mémoires des serveurs modernes dits non-stop ou 24×365 dispose en plus des bits de correction de bits de remplacement qui prennent la relève du ou des bits défaillants à mesure du vieillissement de la mémoire : une défaillance de 10^-11 chaque année se traduit par 10,0 bits défaillants par an sur une mémoire de 128 Gio.

mémoire morte (ROM)

Une mémoire morte (en anglais, Read-Only Memory : ROM) est une mémoire non volatile, c’est-à-dire une mémoire qui ne s’efface pas lorsque l’appareil qui la contient n’est plus alimenté en électricité.

Le terme anglais ROM prête à confusion car il désigne à la fois

• tous les types de mémoires non volatiles ;
• et un de ces types, le type de mémoire qui ne peut être ni programmé ni effacé par les utilisateurs.

Utilisation

Les mémoires mortes sont utilisées, entre autres, pour stocker :

• les informations nécessaires au démarrage d’un ordinateur (BIOS, instructions de démarrage, microcode) ; puisque les mémoires mortes ne peuvent pas être modifiées, il n’y a pas de risque d’effacement accidentel par l’utilisateur ; dans le cas de la mémoire d’un BIOS qu’il est possible de modifier, c'est abusivement que certains la désignent sous le nom de mémoire ROM. Il existe pour ces mémoires un nom approprié et utilisé par des constructeurs comme IBM et Intel. Ce nom est NVRAM (non-volatile RAM) ;
• des tables de constantes ou des tables de facteurs de conversion ;
• des jeux vidéo d’anciennes générations ; à cause de sa faible capacité de stockage, la mémoire morte a été remplacée par les CD-ROM et les DVD pour le stockage des jeux vidéo ;
• les équipements embarqués (relativement lents), pour contenir le programme de la partie numérique, en association avec une RAM dynamique pour traiter les données ;
• dans le cadre de l’utilisation d’émulateurs ; on utilise une copie (image) de la mémoire morte de la plate-forme émulée, mais c’est le plus souvent sur CD ou disquette et non sur une mémoire morte physique.

Le temps d’accès à la mémoire morte est de l’ordre de grandeur de 150 nanosecondes comparativement à un temps d’accès d’environ 10 nanosecondes pour la mémoire vive. Pour accélérer le traitement des informations, les données stockées dans la mémoire morte sont généralement copiées dans une mémoire vive avant d’être traitées. On appelle cette opération le shadowing.