Hard du Hard • Technologies de Mémoires — partie 2/3

Ma mémoire est comme l’eau, c’est de la mémoire vive : la RAM

La mémoire vive (RAM, pour Random Access Memory) stocke les données dans des portes logiques instables, tournant à la fréquence d’une horloge interne et qui « rafraichit » les informations stockées tant que l’appareil est sous tension. La RAM est facilement modifiable, mais volatile. Pour avoir une mémoire non volatile, on devra utiliser une technologie de rétention de l’information plus durable.

Mais, d’un autre côté, la RAM perd toutes ses informations quand elle n'est pas rafraîchie tous les quelques picosecondes - et je vous dit pas quand elle s'éteint. En technologie silicium, on va avoir deux manières de faire de la RAM.

La DRAM, où vous allez stocker l'information au cul du transistor d'accès dans un picocondensateur. Et la SRAM, où vous allez stocker l'information dans une série de portes logiques qui ont un effet de bascule, tous synchronisés.

Une cellule de DRAM

La DRAM est votre RAM en barrettes, la SRAM sera surtout intégrée au sein des processeurs pour servir de caches et de tampons de données

Qu'il s'agisse de RAM, d'EEPROM ou de mémoire flash, tous ces circuits intégrés sont considérés comme des « commodities ». Comme le pétrole ou l'acier, il existe un marché ouvert où les fournisseurs vendent différents standards de mémoire.

Le marché de la RAM et des DIMMs / Juin 2023 via dramexchange.com

La RAM comme la ROM sont aussi rapides d'accès que la technologie silicium qui les compose le permet. Les fab de fabrication de mémoires généralistes sont principalement japonaises et sud-coréennes. Les RAM sont fabriquées avec une intégration des procédés proche de ceux des processeurs, et donc seront souvent utilisées comme point de comparaison entre nœuds technologiques de différents fabricants.

Le comparateur wikichip des différents constructeurs de RAM (bientôt pour remplacer Turbo le dimanche)

Mais quid des autres technologies de RAM ? Un des gros problèmes qu'on avait soulevé c'est qu'il fallait faire des compromis entre vitesse d'accès, non-volatilité et capacité lors du choix de la mémoire dans un système. Donc un système qui embarque de la mémoire vive va devoir aussi inclure de la mémoire morte et un bus de communication pour conserver ses informations quand il est éteint. Ça signifie aussi que la RAM tourne en continu juste pour garder son rafraîchissement. Et donc, consomme en continu.

Vous allez dire « ce n'est pas grave pour un PC ou un smartphone, les batteries tiennent ça très bien et en plus on a plein de bus très efficaces », et vous aurez parfaitement raison. Le problème, c'est pour le reste. On n’a pas toujours envie de s'encombrer de stockage primaire et secondaire, ou on veut une architecture plus basse consommation. Et pour ça on veut des RAM non volatiles. Les microélectroniques (dont le rédacteur de cet article) se sont démenés pour trouver des solutions à ce problème. Et pour ça, on a dû aller chercher dans le génie des matériaux.