Le fonctionnement de la mémoire RAM

La mémoire RAM, une mémoire temporaire

Contrairement à la ROM (Read Only Memory) ou mémoire morte où les données enregistrées sont conservées même en l'absence de courant électrique, la mémoire RAM, (Ramdom Access Memory) est une mémoire volatile. En effet, une fois l'ordinateur éteint, toutes les données qui y sont emmagasinées sont effacées. On désigne également la RAM sous le nom de RWM (Read Write Memory) signifiant « mémoire en lecture écriture » qui indique mieux le fonctionnement de la mémoire volatile. En effet, on peut aussi bien lire qu'écrire sur la RAM et les données des programmes en cours qui y sont stockées peuvent être consultées au hasard mais non de façon séquentielle. En d'autres termes, on les retrouve à n'importe quel endroit, à la même vitesse.

La structure de la mémoire

Les mémoires informatiques étaient à l'origine des composants magnétiques fabriqués le plus souvent avec des tores de ferrite. À partir des années 70, elles sont constituées de composants électroniques, comme c'est le cas pour la mémoire RAM. Cette dernière est composée d'un ensemble de circuits intégrés à base de silicium. Ces circuits, de très petites tailles, comportent une structure en forme de matrice, un tableau avec des colonnes et des lignes. Chaque cellule de cette matrice sert à stocker des charges électriques représentant des 1 ou des 0. Chaque cellule, appelée aussi point mémoire, comprend un condensateur et un transistor. Elle est caractérisée par une adresse qui correspond à un numéro de ligne et un numéro de colonne. Dans une mémoire RAM, il y a des centaines de milliers de condensateurs et de transistors.

Le stockage des données

Le transistor réagit comme une vanne qui laisse ou non passer l'électricité. Quant au condensateur, il joue le rôle d'un réservoir à électrons. Lorsque le transistor laisse passer le courant, le condensateur emmagasine une charge d'électrons mais pour cela, il doit être alimenté continuellement en électricité ou rafraîchi. Le rafraichissement se fait par intervalle de temps variant selon le type de RAM. Les condensateurs des mémoires DRAM, par exemple, doivent être rafraichis à peu près tous les 15 nanosecondes (ns). Lorsqu'un condensateur est chargé, cela représente en langage binaire un 1. Dans le cas contraire, son état logique est 0. Chaque point mémoire est une adresse identifiée par un numéro de ligne et un numéro de colonne. Les données sont généralement organisées en mots de 8, 16 et 32 bits, chaque point mémoire correspondant à un bit. Notons que chaque fois qu'on lit un point mémoire, la mémoire RAM vide le condensateur et efface ainsi les informations qui s'y trouvent. De la sorte, il faut le remplir à nouveau après chaque lecture.

L'utilité de la mémoire RAM

La mémoire RAM est indispensable au processeur car c'est elle qui stocke les données dont ce dernier a besoin dans l'immédiat et sans elle, aucun programme ne peut être exécuté sur un ordinateur. En effet, quand on ouvre un programme, celui-ci envoie des données sous forme chiffrée au système d'exploitation que ce dernier range dans les points mémoires encore vides de la RAM. Quand le programme a besoin de ces valeurs stockées, il envoie une requête au système d'exploitation qui lui indique alors l'endroit où elles se trouvent. Souvent, des erreurs peuvent se produire lors de la récupération de données, notamment quand le programme se trompe d'adresse. Dans ce cas, une anomalie de fonctionnement survient automatiquement.

Notons que pour accéder aux données stockées sur un point mémoire, il faut un certain temps égal au temps de cycle ajouté au temps de latence. Ce temps dit temps d'accès peut être de quelques dizaines à centaines de nanosecondes alors que pour un disque dur, il est de plusieurs millisecondes, soit 10 000 à 100 000 fois plus. La mémoire RAM permet donc un accès très rapide aux données, ce qui permet au processeur de fonctionner correctement. De la sorte, pour améliorer les performances de son ordinateur, on peut augmenter la quantité de mémoire vive disponible. A l'heure actuelle, certains programmes nécessitent en effet une grande quantité de mémoire vive pour fonctionner correctement et pour éviter les mauvaises surprises, il est conseillé d'équiper son PC d'une mémoire RAM d'au moins 1 Go.