cours sur les différent type de mémoires, Décodage

24
Département Informatique Systèmes à microprocesseur Les mémoires Laurent JEANPIERRE <[email protected]> D’après le cours de Pascal FOUGERAY IUT de CAEN – Campus 3

Transcript of cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Page 1: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique

Systèmes à microprocesseurLes mémoires

Laurent JEANPIERRE <[email protected]>

D’après le cours de Pascal FOUGERAY

IUT de CAEN – Campus 3

Page 2: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 2

Contenu du cours

Introduction, définitions

Types de mémoires

Principales caractéristiques

Décodage d’adresses

Cas particulier : la mémoire cache

Page 3: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 3

Introduction

Mémoire = dispositif de stockageEnregistre de l’informationRestitue à la demande cette information

Différentes formes de stockageNumérique (Circuits intégrés, CDROM,…)Analogique (Cassettes, Disques durs, …)

Ce cours s’intéresse aux mémoires à semi-conducteurs. (Circuits intégrés)

Page 4: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 4

Les mémoires numériques

Plus petite information stockable : 1 bit notion de case mémoire2 grandes catégories de mémoires :

Accès aléatoire :Chaque case mémoire est utilisable séparémentNotion d’adresse mémoire

Accès sériel : (mémoires séquentielles)Accès aux cases mémoires séquentiellementPas d’adresse utilisée

Page 5: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 5

Contenu du cours

Introduction, définitions

Types de mémoires

Principales caractéristiques

Décodage d’adresses

Cas particulier : la mémoire cache

Page 6: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 6

Types de mémoires

Mémoires au silicium

Mémoires vives Mémoires mortes

RAMstatiques

RAMdynamiques

ROM PROM

EPROM

EEPROM

Fusiblesbipolaires

Page 7: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 7

Les mémoires mortes

Lecture seule par le processeurMaintien de l’information hors tension

Read Only Memory : programmée en usine

Programmable ROM : programmée par l’utilisateur une seule fois

Erasable PROM : programmable et effaçable (rayons UV) par l’utilisateur

Electrically EPROM : EPROM effaçable par un courant électrique

Page 8: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 8

Les mémoires vives

Lecture/Écriture par le processeurNon permanence des informations (mémoire volatile)

Random Access Memory : mémoires à accès aléatoire (à la demande)Statiques : information maintenue

spontanément sous tensionDynamiques : information maintenue par

rafraîchissement (balayage régulier de toutes les cases mémoires)

Page 9: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 9

Autres mémoires en lecture/écriture

Magnetic Bubble Memory : mémoire de masse non volatile. Utilise des « bulles magnétiques » (Plus utilisées)

Mémoires séquentiellesFirst In First Out : mémoires gérées en file;

premier bit écrit, premier bit lu.First In Last Out : mémoires gérées en pile;

premier bit écrit, dernier bit lu.

Page 10: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 10

Types de DRAM

De nouvelles versions régulières Fast Page Mode : les barrettes des 486 Extensed Data Out : premiers Pentiums Burst EDO : cousine de l’EDO Synchronous DRAM : années 2000

synchronisation avec horloge du P Double-data-rate DRAM : SDRAM à cadence

double (2 fronts) Error Correction Code : SDRAM ou DDRAM à

correction d’erreurs (cf. codes correcteurs) RamBus : Mémoires à haute vitesse 600-800 MHz

Page 11: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 11

Contenu du cours

Introduction, définitions

Types de mémoires

Principales caractéristiques

Décodage d’adresses

Cas particulier : la mémoire cache

Page 12: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 12

Principales Caractéristiques

Capacité : Nb de bits stockés par la mémoire. Toujours un multiple d’une puissance de 2

Organisation ou matrice : Longueur de la plus petite information adressable. Octet (Byte) : 8 bits Mot (Word) : 16 bits Double Mot : 32 bits Etc. …

Capacité = <Nb adresses> * Matrice Ex : 1kMot = 16kbits.

Page 13: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 13

Principales Caractéristiques (2)

Temps (timings) Écriture : délai entre la présentation des données et

leur mémorisation réelle. Lecture : délai entre la présentation de l’adresse et

la disponibilité des données Accès : en général, la moyenne des temps de

lecture et d’écriture Cycle : si lecture destructive, somme des temps de

lecture et de réinscription (même adresse)

Consommation : puissance nécessaire à une opération (≠ selon repos ou lecture/écriture)

Page 14: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 14

Contenu du cours

Introduction, définitions

Types de mémoires

Principales caractéristiques

Décodage d’adresses

Cas particulier : la mémoire cache

Page 15: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 15

Espace mémoire 1 P

1 bus adresses (taille A1) 1 bus données (taille D1)

1 circuit mémoire 1 bus adresses (taille A2) 1 bus données (taille D2)

Exemple : A1 = 24 bits, D1 = 16 bits Espace mémoire = 224 adresses ≠ (16 millions) Capacité mémoire = 224 *16 bits (32Mo)

Problème : A2 = 20 bits, D2 = 8 bits (1Mo)

Page 16: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 16

Décodage d’adresses

Distribuer Espace d’adressage Plusieurs Circuits

Ex :A1 = 24 bits, D1 = 16 bits (32 Mo)A2 = 20 bits, D2 = 8 bits (1 Mo) 2 circuits pour chaque adresse 24 paires de circuits 1 décodeur d’adresses

Page 17: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 17

Adresses

Synoptique

Contrôle

P

Données

Décodeur

Mémoire 1Mémoire 2

RéseauClavier

Carte 3D…

Page 18: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 18

Décodeur d’adresses

On peut utiliser :Portes logiques standard / PAL

Logique combinatoireDécodeurs

Ex précédent : 4 bits 16 lignesComparateurs

1 motif d’adresse 1+ circuits mémoiresPROM

1 adresse 1 motif de circuits mémoires

Page 19: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 19

Contenu du cours

Introduction, définitions

Types de mémoires

Principales caractéristiques

Décodage d’adresses

Cas particulier : la mémoire cache

Page 20: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 20

Principe général

Théorie de la localitéLes instructions se suivent (en général)Les données sont rangées ensemble (idem)

Idée :Charger en mémoire les parties utiles Peu de mémoire Gros programmes

Page 21: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 21

Principes financiers

Mémoire rapide = coût élevé (€)Beaucoup de mémoire lentePeu de mémoire rapide

En pratique :DRAM :

Plus de 5 ns (5.10-9 secondes)Environ 200 MHz

SRAM :Moins de 1 nsPlusieurs GHz

Page 22: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 22

Hiérarchie des mémoires Cache L1

Dans le P, ultra rapide, très chère Cache L2

SRAM, souvent dans le P Cache L3

SRAM, hors du processeur RAM classique

DRAM Disque dur Bande magnétique

Très bon marché, vraiment lenteObjectif= coût bande magnétique + vitesse L1

Page 23: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 23

Post-Scriptum

Tendance actuelle :Architecture hybride

Von Neumann pour la mémoire(Hors processeur)

Harvard pour le cache(Dans processeur)

accès parallèle instruction & donnée encore plus de vitesse

Page 24: cours sur les différent type de mémoires, Décodage

Département Informatique 24

Les mémoires en image