Cours 5: les Mémoire. Ministère de l'enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Hassiba Benbouali CHLEF

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1 Ministère de l'enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Hassiba Benbouali CHLEF Faculté des Sciences Exactes et Informatique Département de TC en Sciences Exactes et Informatique 1ièreannée licence MI Année universitaire : Cours 5: les Mémoire

2 Définition la mémoire est un dispositif électronique qui sert à stocker des informations. C est un composant essentiel, présent dans tous les ordinateurs, les consoles de jeux, les GPS et de nombreux appareils électroniques.

3 Organisation d une mémoire La mémoire principale est caractérisée par: Taille d un mot mémoire M Taille de l adresse mémoire A A : Taille de mémoire M : Taille d un mot mémoire Nombre de mot

4 Organisation d une mémoire A = 3bits M = er mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à 010 Nombre de mot mémoire = ème mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à ème mot mémoire : est à 111 Taille de la mémoire = 2 A * M

5 Organisation d une mémoire Exemple : dans une mémoire la largeur du bus d adresses m=16 bits et la largeur du bus de données a = 8 Calculez la taille de cette mémoire? NB = 2 16 = mot mémoire de 8 bits Taille de la mémoire = * 8 = bits

6 Caractéristique d une mémoire La capacité (taille) : c est le nombre de bits ou d octets que peut contenir une mémoire ex : 500 Go La largeur du mot mémoire : est l unité de base pour le stockage dans la mémoire. Le temps d accès : c est le temps pour la lecture ou l écriture d un mot mémoire Le temps de cycle mémoire : c est le temps minimum entre deux accès mémoire Volatilité : le besoin d'alimentation électrique continue pour conserver l'information qui y est enregistrée Débit : c est le nombre d information lu ou écrit par seconde. Dual-channel : technologie gérée par le contrôleur mémoire permettant de doubler théoriquement le débit

7 Caractéristique d une mémoire Le débit théorique de la mémoire dépend de trois facteurs: La fréquence du bus FSB reliant le CPU à la mémoire La largeur du bus (en nombre de bits) Un coefficient, un multiplicateur qui dépend de la technologie utilisée (normal=1, DDR=2,.). Débit = fréquence * largeur * coefficient OU Débit = largeur mot mémoire / cycle mémoire

8 Caractéristique d une mémoire Exemple 1 : un ordinateur doté d un FSB à 133 MHz et d une largeur de 64 bits utilisant la technologie DDR, il possède un débit mémoire théorique : 133 * 10 6 * 64 * 2 = 1,98 Go/s Exemple 2 : considérons une mémoire avec un cycle de 1,2 ms et des mot mémoire d une largeur de 32bits, donc le débit mémoire théorique : 32 / 1,2 * 10 6 = 30 * 10 3 bits/s

9 Accès à la mémoire L accès à la mémoire est un accès Directe, qui consiste à aller chercher l information ou elle est enregistrée. A la différence d un accès séquentiel, qui est celui des disques dur ou des disques magnétiques. Le temps d accès correspondant à l'intervalle de temps entre la demande de lecture/écriture et la disponibilité de la donnée. Il diffère selon le type de la méoire

10 Différent type de mémoire Mémoire Mémoire Morte Mémoire Vive ROM PROM EPROM EEPROM Statique SRAM Asynchrone FPM EDO BEDO Dynamique synchrone SDRAM DDR-SDRAM RDRAM

11 Les mémoire morte Les mémoire morte ROM (read only memory) sont des circuits intégrés dans la carte mère, elles contiennent des données gravées lors de la fabrication de cette puce. Donc on peut pas les modifier. PROM (Programmable ROM) : c est une rom qui programmée une seul fois par l utilisateur. EPROM (Erasable PROM) : Effaçable par des rayons ultra violet (UV). EEPROM (Electrically EPROM) : est une mémoire effaçable et programmable électriquement FLASH ROM : la mémoire flash s apparente avec la technologie EEPROM. Elle est effaçable et programmable électriquement

12 Mémoire vive La mémoire vive ou RAM (Random Access Memory) sert au stockage temporaire de données. Les mémoire sont en générale volatile. Static RAM : ne nécessite pas de rafraichissement (conserve l information sur plusieurs heurs). Dynamic RAM : nécessite le rafraichissement de l information plusieurs fois par seconde Mémoire Asynchrone : le processeur ne peut pas engager un nouvel accès tant que l accès précédent n est pas terminé. FPM : Faste page Mode EDO : Extended Data Out BEDO : Burst EDO Mémoire Synchrone : le processeur peut engager des accès consécutifs même si l accès précédent n est pas achevé. SDRAM : Synchronous DRAM DDR-SDRAM : Double Data Rate SDRAM RD-RAM : Direct Rambus SDRAM

13 EDO RAM SD RAM FPM RAM RAMBUS (RIMM) RAM DDR2 RAM

14 Module Standard Module Format Chip Type Clock Speed (MHz) Cycles per Clock Bus Speed (MHz/s) Bus Width (Bytes) Transfer Rate (MBps) FPM SIMM 60ns EDO SIMM 60ns PC100 SDR DIMM 8ns PC4000 DDR DIMM DDR ,000 PC4200 DDR DIMM DDR ,266 PC DDR2 DIMM DDR ,200 PC DDR2 DIMM DDR ,266 PC DDR2 DIMM DDR ,333 PC DDR2 DIMM DDR ,000 PC DDR2 DIMM DDR ,400 PC DDR2 DIMM DDR ,200 PC DDR2 DIMM DDR ,000 RIMM1200 RIMM-16 PC ,200 RIMM3200 RIMM-32 PC ,200 RIMM4200 RIMM-32 PC ,266 RIMM4800 RIMM-32 PC ,800

15 Les différents formats de RAM Format SIMM (Single In-line Memroy Module) : ce type de mémoire étais utilisées avec les anciens systèmes. Format DIMM (Dual In-line Memroy Module) : ce type de mémoire est utilisé dans les pc actuellement.il s agit de mémoire 64 Bits. Format SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memroy Module) : ce type de mémoire est utilisé dans les pc portable. C est un format compact DIMM

16 Objectif des mémoire Une grande capacité Mémoire Idéale Temps d accès très faible temps de cycle mémoire très faible Inconvénients: Les mémoire de grand capacité sont très lente Et les mémoire rapide sont très chères

17 Notion de hiérarchie Coût Temps d accès Registre Mémoire cache niveau1 (L1) Mémoire cache niveau2 (L2) Mémoire cache niveau3 ( L3) Mémoire principale Stockage magnétique Taille de la mémoire

18 Notion de hiérarchie Un registre est une mémoire interne à un processeur. Elle se situent au sommet de la hiérarchie mémoire, il s'agit de la mémoire la plus rapide d'un ordinateur, mais dont le coût de fabrication est le plus élevé. Leur capacité dépasse donc rarement quelques dizaines d'octets.

19 Notion de hiérarchie La mémoire cache sert à conserver un court instant des informations fréquemment consultées. Les technologies des mémoires caches visent à accélérer la vitesse des opérations de consultation. Elles ont une très grande vitesse, et un coût élevé pour une faible capacité de stockage ; Mémoire RAM Lent Mémoire Cache Rapide CPU

20 Notion de hiérarchie La mémoire cache de premier niveau (appelée L1 Cache) est directement intégrée dans le processeur. Elle se subdivise en 2 parties : La première est le cache d'instructions. La seconde est le cache de données. La mémoire cache de second niveau (appelée L2 Cache) est située au niveau du boîtier contenant le processeur (dans la puce). Le cache de second niveau vient s'intercaler entre le processeur avec son cache interne et la mémoire vive. Il est plus rapide d'accès que cette dernière mais moins rapide que le cache de premier niveau. La mémoire cache de troisième niveau (appelée L3 Cache) autrefois située au niveau de la carte mère (utilisation de la mémoire centrale), elle est aujourd'hui intégré directement dans le CPU.

21 Notion de hiérarchie Exemple de temps d accès: Les registres sont les mémoires les plus rapides car pour une instruction il lui faut 1 nanoseconde (ns) ; ce qui implique que pour 1000, il lui faut 1000 ns soit 10-3 ms ou 10-6 s. Pour les mêmes instructions, les mémoires caches ont besoin de 5 x 10-3 ms (5 s) soit 5 fois le temps qu il faut pour les registres. La mémoire vive, elle met 10-2 ms soit 10-5 s pour exécuter les 1000 instructions. Par contre, les mémoires de masse (disque dur, CD-ROM, DVD, etc ) ont besoin de 5000 ms

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