La mémoire vive dynamique (DRAM)

La mémoire vive dynamique (DRAM) est un type de mémoire à semi-conducteur qui est généralement utilisée pour les données ou le code de programme nécessaires au fonctionnement d’un processeur d’ordinateur. La DRAM est un type courant de mémoire vive (RAM) utilisé dans les ordinateurs personnels (PC), les postes de travail et les serveurs. L’accès aléatoire permet au processeur du PC d’accéder directement à n’importe quelle partie de la mémoire plutôt que d’avoir à procéder séquentiellement à partir d’un lieu de départ., La RAM est située à proximité du processeur d’un ordinateur et permet un accès plus rapide aux données que les supports de stockage tels que les disques durs et les disques ssd.

Comment fonctionne la DRAM?

La mémoire est constituée de bits de données ou de code de programme disposés dans une grille bidimensionnelle. La DRAM stockera des bits de données dans ce qu’on appelle une cellule de stockage, ou mémoire, composée d’un condensateur et d’un transistor. Les cellules de stockage sont généralement organisées dans une configuration rectangulaire. Lorsqu’une charge est envoyée à travers une colonne, le transistor de la colonne est activé., Une cellule de stockage DRAM est dynamique, ce qui signifie qu’elle doit être rafraîchie ou recevoir une nouvelle charge électronique toutes les quelques millisecondes pour compenser les fuites de charge du condensateur.

Les cellules de mémoire fonctionneront avec d’autres circuits qui peuvent être utilisés pour identifier des lignes et des colonnes, suivre le processus d’actualisation, indiquer à une cellule si elle accepte ou non une charge et lire ou restaurer des données à partir d’une cellule.

La mémoire DRAM est une option de mémoire semi-conductrice qu’un concepteur de système peut utiliser lors de la construction d’un ordinateur., Les choix de mémoire alternatifs incluent la RAM statique (SRAM), la mémoire en lecture seule programmable effaçable électriquement (EEPROM), le flash NOR et le flash NAND. De nombreux systèmes utilisent plus d’un type de mémoire.

Types de DRAM

Il existe de nombreux types de DRAM qui peut être utilisé dans un dispositif. Voici quelques exemples:

• La DRAM synchrone (SDRAM) synchronise les vitesses de la mémoire avec les vitesses d’horloge du PROCESSEUR, permettant au contrôleur de mémoire de connaître le cycle d’horloge du processeur. Cela permet à la CPU d’exécuter plus d’instructions à la fois.,
• Rambus DRAM (RDRAM) a été plus largement utilisé au début des années 2000 pour les cartes graphiques.
• Double Débit de données SDRAM (DDR SDRAM) double presque la bande passante en débit de données de SDRAM en utilisant le double épinglage. Ce processus permet de transférer des données sur les bords ascendants et descendants d’un signal d’horloge. Il a été disponible dans différentes itérations au fil du temps, y compris DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM et DDR4 SDRAM.
• Mode page rapide DRAM (FPM DRAM) offre des performances plus élevées que les autres types de DRAM en se concentrant sur l’accès rapide à la page.,
• Extended data out DRAM (EDO DRAM) améliore le temps de lecture de la mémoire sur les microprocesseurs, tels que le Intel Pentium.

Les principaux fabricants de DRAM comprennent Samsung, Rambus, PNY Technologies et SK Hynix.

Types de paquets DRAM

Il existe deux principaux types de paquets DRAM: module de mémoire unique en ligne (SIMM) et module de mémoire double en ligne (DIMM). L’emballage de module de mémoire en ligne unique est considéré comme obsolète maintenant et a été utilisé dans les années 1980 à 1990. SIMMs est venu dans 30 et 72 jeux de broches et avait généralement des taux de transfert de données 32 bits., DIMM, d’autre part, sont couramment utilisés maintenant et sont doubles en ligne-ce qui signifie qu’ils ont des broches des deux côtés de la puce. Les modules DIMM ont généralement des connecteurs à 168 broches – ou plus-et prennent en charge un taux de transfert de données de 64 bits.

Les types de paquets DRAM pour les modules DIMM sont définis comme différentes architectures de circuits intégrés. Certains d’entre eux sont les suivants:

• Les modules DIMM non tamponnés (UDIMM) sont couramment utilisés sur les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. Ceux-ci coûtent moins cher et fonctionnent plus vite, mais sont moins stables.
• Les modules DIMM enregistrés (RDIMM) sont couramment utilisés avec les serveurs., Ceux-ci sont plus stables et réduisent la pression sur un contrôleur de mémoire CPU.
• Les modules DIMM entièrement tamponnés (FB-DIMM) sont utilisés dans les systèmes de mémoire plus volumineux. Ceux-ci sont plus fiables car ils peuvent améliorer les méthodes de détection des erreurs et maintenir l’intégrité du signal.

Avantages

Les principaux avantages de la DRAM sont les suivants:

• Sa conception est simple, ne nécessitant qu’un seul transistor.,
• Le coût est faible par rapport à d’autres types de mémoire tels que SRAM.
• Il fournit des niveaux de densité plus élevés.
• Plus de données peuvent être stockées en utilisant DRAM.
• La mémoire peut être actualisée et supprimée pendant l’exécution d’un programme.

Inconvénients

Les principaux inconvénients de DRAM sont les suivants:

• la Mémoire est Volatile.
• La consommation d’énergie est élevée par rapport aux autres options.
• la Fabrication est complexe.
• Les données dans les cellules de stockage doivent être actualisées.
• Il est plus lent que SRAM.

DRAM vs, SRAM

La DRAM est un successeur de SRAM. Les concepteurs de mémoire ont réduit le nombre d’éléments par bit et éliminé les lignes de bits différentielles pour économiser la zone de la puce afin de créer une DRAM. En conséquence, la DRAM est moins chère à produire que la SRAM.

Mais SRAM conserve certains avantages par rapport à DRAM. SRAM n’a pas besoin d’être actualisé car il fonctionne sur le principe de commutation du flux de courant dans l’une des deux directions plutôt que de maintenir une charge en place dans une cellule de stockage. La SRAM est généralement utilisée pour la mémoire cache, qui est accessible plus rapidement que la DRAM.,

La SRAM est capable de lire/écrire au niveau des octets, et est plus rapide aux lectures / écritures que la DRAM. La DRAM écrit des données au niveau des octets et les lit au niveau des pages à plusieurs octets.

Les différences de puissance varient selon que le système est en mode actif ou en mode veille. La DRAM nécessite moins d’énergie que la SRAM dans un état actif, mais la SRAM consomme beaucoup moins d’énergie que la DRAM en mode veille.

Histoire

L’une des premières utilisations de la DRAM a été dans une calculatrice Toshiba en 1965 using en utilisant une forme capacitive de DRAM qui a été faite à partir de cellules de mémoire bipolaires., Cette même année, IBM a créé une puce de mémoire de silicium de 16 bits. Cependant, à cette époque, la DRAM bipolaire utilisée ne pouvait pas rivaliser avec la mémoire à noyau magnétique. Ceci est resté vrai de la DRAM jusqu’à l’invention si le transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET), qui conduisent à la DRAM métal-oxyde-semi-conducteur — ou MOS DRAM. Le brevet pour MOS DRAM a été délivré en 1968. 1969 a vu Intel développer DRAM qui a utilisé une cellule à trois transistors.

Intel a amélioré son produit DRAM avec l’Intel 1103 en 1970, voyant son utilisation commerciale., À cette époque, la mémoire MOS a commencé à être plus présente sur le marché que la mémoire à noyau magnétique.

1973 a également vu l’invention de la Mostek MK4096, une DRAM de 4 Ko. C’était la première DRAM qui incorporait des lignes d’adresse multiplexées de ligne et de colonne. Le Mostek MK4096 pourrait tenir dans de petits paquets avec un petit nombre de broches, car il a réduit de moitié le nombre de lignes d’adresse requises.

En 1992, Samsung a développé SDRAM, qui avait une capacité de 16 Mo.