Architecture de machinesLa 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

Plus une mémoire est rapide plus elle est chère et de petite taille

Taille

Pri

x/M

o Registres(CPU)

Cache(s)

Mémoire Centrale

Mémoire de stockage temporaire

Mémoire de stockage permanent

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

UALMémoire

Données

&

Programmes Unité decommande

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)

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

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– 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

Taille

Pri

x/M

o

Registres(CPU)

Cache(s)

Mémoire Centrale

Mémoire de stockage temporaire

Mémoire de stockage permanent

Qq octets

512 Ko

128 Mo - 2Go

30 - 160 Go

0,6 Go - Qq To