Fonctionnement d'un ordinateur/Barrettes de mémoire
Dans les PC, les mémoires prennent la forme de barrettes mémoires. Les barrettes de mémoire se fixent à la carte mère sur un connecteur standardisé, appelé slot mémoire. Le dessin ci-contre montre une barrette de mémoire, celui-ci ci-dessous est celui d'un slot mémoire.
Le format des barrettes de mémoire[modifier | modifier le wikicode]
Sur le schéma de droite, on remarque facilement les boitiers de DRAM, rectangulaires, de couleur sombre. Chaque barrette combine ces puces de manière à additionner leurs capacités : on peut ainsi créer une mémoire de 8 gibioctets à partir de 8 puces d'un gibioctet, par exemple. Ils sont soudés sur un PCB en plastique vert sur lequel sont gravés des connexions métalliques. Certaines barrettes ont des puces mémoire d'un seul côté alors que d'autres en ont sur les deux faces. Cela permet de distinguer les barrettes SIMM et DIMM.
- Les barrettes SIMM ont des puces sur une seule face de la barrette. Elles étaient utilisées pour les mémoires FPM et EDO-RAM.
- Les barrettes DIMM ont des puces sur les deux côtés. Elles sont utilisées sur les SDRAM et les DDR.
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Les trucs dorés situés en bas des barrettes de mémoire sont des broches qui connectent la barrette au bus mémoire. Les barrettes des mémoires FPM/EDO/SDRAM/DDR n'ont pas le même nombre de broches, pour des raisons de compatibilité.
| Type de barrette | Type de mémoire | Nombre de broches |
|---|---|---|
| SIMM | FPM/EDO | 30 |
| 72 | ||
| DIMM | SDRAM | 168 |
| DDR | 184 | |
| DDR2 | 214, 240 ou 244, suivant la barrette ou la carte mère. | |
| DDR3 | 204 ou 240, suivant la barrette ou la carte mère. |
Enfin, les barrettes n'ont pas le même format, car il n'y a pas beaucoup de place à l'intérieur d'un PC portable, ce qui demande de diminuer la taille des barrettes. Les barrettes SO-DIMM, pour ordinateurs portables, sont différentes des barrettes DIMM normales des DDR/SDRAM.
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Les barrettes de Rambus ont parfois été appelées des barrettes RB-DIMM, mais ce sont en réalité des DIMM comme les autres. La différence principale est que la position des broches n'était pas la même que celle des formats DIMM normaux, sans compter que le connecteur Rambus n'était pas compatible avec les connecteurs SDR/DDR normaux.
L'intérieur d'une barrette de mémoire[modifier | modifier le wikicode]
Après avoir vu le format des barrettes mémoire, il est temps de voir ce qu'il y a l'intérieur. On peut voir à l’œil nu qu'elles sont composées de boîtiers noirs soudées sur un circuit imprimé. Ils sont appelés des puces mémoires et contiennent une mémoire RAM. Mais outre ces puces, les barrettes mémoires contiennent aussi des fils électriques qui connectent les puces mémoires aux bus, ainsi que d'autres circuits électroniques. Et ce sont eux que nous allons maintenant aborder.
Les bus internes à la barrette mémoire[modifier | modifier le wikicode]
Comme dit précédemment, chaque puce est reliée aux bus de commande, d'adresse et de données. Toutes les puces sont connectées aux bus d'adresse et de commande, ce qui permet d'envoyer la même adresse/commande à toutes les puces en même temps. La manière dont ces puces sont reliées au bus de commande dépend selon la mémoire utilisée.
Les DDR1 et 2 utilisent ce qu'on appelle une topologie en T, illustrée ci-dessous. On voit que le bus de commande forme une sorte d'arbre, dont chaque extrémité est connectée à une puce. La topologie en T permet d'égaliser le délai de transmission des commandes à travers le bus : la commande transmise arrive en même temps sur toutes les puces. Mais elle a de nombreux défauts, à savoir qu'elle fonctionne mal à haute fréquence et qu'elle est aussi difficile à router parce que les nombreuses connexions posent problèmes.
En comparaison, les DDR3 utilisent une topologie fly-by, où les puces sont connectées en série sur le bus de commande/adresse. La topologie fly-by n'a pas les problèmes de la topologie en T : elle est simple à router et fonctionne très bien à haute fréquence.
Les barrettes tamponnées (à registres)[modifier | modifier le wikicode]
Certaines barrettes intègrent un registre tampon, qui fait l'interface entre le bus et la barrette de RAM. L'utilité est d'améliorer la transmission du signal sur le bus mémoire. Sans ce registre, les signaux électriques doivent traverser le bus, puis traverser les connexions à l'intérieur de la barrette, jusqu'aux puces de mémoire. Avec un registre tampon, les signaux traversent le bus, sont mémorisés dans le registre et c'est tout. Le registre envoie les commandes/données jusqu'aux puces mémoire, mais le signal a été régénéré par le registre. Le signal transmis est donc de meilleure qualité, ce qui augmente la fiabilité du système mémoire. Le défaut est que la présence de ce registre fait que les barrettes ont un temps de latence est plus important que celui des barrettes normales, du fait de la latence du registre.
Les barrettes de ce genre sont appelées des barrettes RIMM. Il en existe deux types :
- Avec les barrettes RDIMM, le registre fait l'interface pour le bus d'adresse et le bus de commande, mais pas pour le bus de données.
- Avec les barrettes LRDIMM (Load Reduced DIMMs), le registre fait tampon pour tous les bus, y compris le bus de données.
Le Serial Presence Detect[modifier | modifier le wikicode]
Toute barrette de mémoire assez récente contient une petite mémoire ROM qui stocke les différentes informations sur la mémoire : délais mémoire, capacité, marque, etc. Cette mémoire s'appelle le Serial Presence Detect, aussi communément appelé le SPD. Ce SPD contient non seulement les timings de la mémoire RAM, mais aussi diverses informations, comme le numéro de série de la barrette, sa marque, et diverses informations. Le SPD est lu au démarrage de l'ordinateur par le BIOS, afin de pourvoir configurer ce qu'il faut.
Le contenu de ce fameux SPD est standardisé par un organisme nommé le JEDEC, qui s'est chargé de standardiser le contenu de cette mémoire, ainsi que les fréquences, timings, tensions et autres paramètres des mémoires SDRAM et DDR. Pour les curieux, vous pouvez lire la page wikipédia sur le SPD, qui donne son contenu pour les mémoires SDR et DDR : Serial Presence Detect.