Architecture de machinesLa mémoire

Cours 2000-2001

Les différentes mémoires Un ordinateur comporte plusieurs mémoires

– Mémoire centrale– Mémoires de stockage

• Temporaire : Disques Durs• Permanent : CD-ROMS

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

Hiérarchie des mémoires :– Registres du microprocesseur– Mémoire cache– Mémoire centrale– Unités de disque– Bandes magnétiques

Hiérarchies de mémoire

Taille

Prix

/Mo

Registres(CPU)

Cache(s)

Mémoire Centrale

Mémoire de stockage temporaire

Mémoire de stockage permanent

Les unités de mesure de la mémoire

La mémoire se mesure en octets– 1 octet = 8 bits– 1 Ko (kilo-octet) = 1024 (210 Octets)– 1 Mo (1024 Ko)

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

Hiérarchies de mémoire, tailles associées

Taille

Prix

/Mo

Registres(CPU)

Cache(s)

Mémoire Centrale

Mémoire de stockage temporaire

Mémoire de stockage permanent

Qq octets

512 Ko

64Mo-2Go

6 - 80 Go

0,6Go-Qq To

Particularités de la mémoire (1/2)

Taille– Se mesure en Mo

• Mémoire centrale 64 Mo• Disque dur 30 Go = 30 000 Mo

Temps d ’accès– Temps mis pour retrouver une information

• Cache < 6 ns• Mémoire centrale < 10 ns• Disque dur 10 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

– Exemples :• 40 Mo/s pour un disque dur• 800 Mo/s pour une mémoire a 100 Mhz

Système d ’accès– Numéro de case « adresse »– Mot clef « associatif »

La mémoire centrale

Mémoire contenant programmes et données utilisables pour les traitements

UALMémoire

Données

&

Programmes Unité decommande

La mémoire centrale

2 types de mémoire– ROM : Read Only Memory

• Stockage permanent de « boites à outils »– RAM : Random access memory

• Stockage volatile• Plusieurs technologies : DRAM, SDRAM• Présentation physique sous forme de barettes

L ’adressage

Une case mémoire : 1 octet Chaque case possède une adresse

– « numéro » de la case Exemples d ’implantations de données en

mémoire

Présentation physique

Composants soudés sur la carte Barrettes de mémoire

– DRAM, SDRAM, RAMBUS– Nombre de bits 8 ou 32– Correction d ’erreur ECC ou parité

Taille usuelle de la mémoire– 64 Mo pour une machine classique– >128 Mo pour une utilisation avancée

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