Hard du Hard • Technologies de Mémoires — partie 1/3

Technologies de mémoires
& histoire de la mémoire

1ère partie /3

La mémoire est le temps présent du passé — Ah, la mémoire. Chez les humains c'est une qualité qui n'est pas donnée à tout le monde, qui se travaille avec différentes techniques, et qui renvoie aux souvenirs avec la tenue de l'Histoire plus ou moins soumise à interprétation. Sur nos machines, où elle prend également différentes formes et a connu nombre de cycles technologiques, tout cela est bien plus terre à terre et obéit à des règles de physique en vue d'un résultat prévisible. Un peu d'histoire du hard ?

hiérarchie des mémoires

Lorsque l'on travaille dans l'industrie électronique, il faut parfois avoir une vue d'ensemble pour ne pas perdre de vue l’essentiel. Le hardware est tellement pointu et spécialisé que les métiers sont forcément silotés : très peu de gens dans l'industrie de l'électronique ont bossé dans la microélectronique auparavant, et inversement.

Et aujourd'hui, on commence ensemble une série sur le côté hard de la mémoire. Zéro chichis, on va parler physique appliquée et technologie. Et on commence par revenir au cours de technologie du collège. Comme vous le savez probablement, dans l'architecture système, la mémoire existe sous différentes formes :

• Stockage primaire (ou mémoire principale) : La mémoire à court terme pour les données de travail que l'unité de traitement utilise actuellement. La mémoire la plus proche de l'unité de traitement est la mémoire cache et les registres, directement intégrés à la puce, mais la mémoire principale connue la plus large est la mémoire vive (RAM), accessible via le bus mémoire. Des connecteurs carte à carte haut débit (les DIMM) sont parfois utilisés à cet effet ;
• Stockage secondaire (ou mémoire externe) : La mémoire à long terme stocke mille fois plus que la mémoire primaire, mais n'est accessible par l'unité de traitement que par des canaux d'Entrée/Sortie, comme les bus SATA, PCIe ou IDE, mais aussi le moins connu HDIS (une variante de l’USB). Les disques durs ou les disques SSD remplissent généralement cette fonction ;
• Stockage Hors-Ligne (ou mémoire amovible) : C’est un medium pour stocker de l’information qui peut être démonté, stocké, transporté d‘un système à l’autre ou aisément remplacé. Si le stockage hors-ligne est accessible mécaniquement par le système qui peut charger ou décharger des médiums sans manipulation humaine, on appelle ça le stockage tertiaire.

Un exemple de stockage tertiaire : le jukebox utilise un bras mécanique pour prendre des disques dans sa bibliothèque et les ouej ©Joe Mabel

La mémoire principale est utilisée pour stocker les données exploitées directement par l’unité de calcul : les programmes en fonctionnement et leurs données associées. Les mémoires secondaires ou hors ligne sont utilisées pour stocker ces programmes et données quand elles ne sont pas en utilisation. La mémoire principale peut donc être volatile : les données sont perdues quand le système est éteint. Mais cette mémoire a besoin d’être très rapide d’accès et de pouvoir être écrite et effacée à l’infini. De plus, il est nécessaire de pouvoir aller chercher les données dans la mémoire bit par bit. Le stockage secondaire peut se permettre d’être plus lent, mais ne peut pas être volatile.

Ce stockage peut être ou ne pas être modifiable en fonction de la technologie. Pour ceux qui permettent de modifier les données inscrites, leur nombre de cycles d’écriture peut être limité. Concevoir un système avec des contraintes de coûts va donc souvent être un choix technologique entre mémoire principale et stockage secondaire. Et s’il est possible sous certaines conditions d’utiliser le second pour compenser un manque du premier, le stockage hors-ligne peut aussi être un substitut du stockage secondaire. Dans cette série d’articles, je vais présenter les principales technologies de mémoires externes, depuis des antiquités dont la place est dans un musée jusqu’aux évolutions récentes. Le focus sera mis sur les technologies hors-ligne et plus spécialement sur les cartes mémoires.