mémoire vive

La mémoire vive (RAM) est le stockage rapide et temporaire qu'un processeur utilise pendant son fonctionnement. Contrairement à un disque dur ou à un stockage flash, la RAM perd tout son contenu dès que l'alimentation est coupée. Un poste de travail moderne peut avoir 16 ou 32 gigaoctets de RAM ; un système de contrôle industriel peut en utiliser beaucoup moins. Le processeur peut lire ou écrire à n'importe quelle adresse de la RAM en un temps à peu près égal, ce qui est la signification de « accès aléatoire ». Ceci est différent du stockage séquentiel comme la bande magnétique, où il faut faire défiler tout ce qui précède pour atteindre ce que l'on veut.

La distinction clé est la volatilité. La RAM est une mémoire volatile : elle nécessite une alimentation électrique continue pour maintenir son contenu. La DRAM (RAM dynamique) est le type le plus courant en informatique générale. Elle stocke la charge dans de minuscules condensateurs, un par bit, et doit être rafraîchie des milliers de fois par seconde pour éviter que la charge ne s'échappe. La SRAM (RAM statique) utilise des bascules bistables à la place et n'a pas besoin d'être rafraîchie, mais coûte plus cher par octet et consomme plus d'énergie. L'équipement industriel utilise souvent la SRAM lorsque la fiabilité et la vitesse sont plus importantes que le coût. Les applications spécialisées utilisent la NVRAM (RAM non volatile), qui combine la vitesse de la RAM avec un stockage persistant, généralement en utilisant une batterie de secours ou une mémoire flash à côté d'un tableau SRAM.

La vitesse de la RAM est mesurée en temps d'accès (généralement en nanosecondes) et en bande passante (gigaoctets par seconde). Les vitesses des DRAM modernes sont exprimées en MHz ou en débit de données (par exemple, DDR4-3200 signifie un transfert de données à 3200 MHz). La latence, le délai entre une demande de lecture et l'apparition des données, est importante pour les systèmes en temps réel. Dans le contrôle de fabrication, les servomoteurs et les équipements de test, une RAM lente peut introduire une gigue inacceptable ou des fenêtres de synchronisation manquées. Les systèmes embarqués industriels spécifient souvent explicitement la synchronisation de la RAM dans leurs fiches techniques.

Modes de défaillance et limites environnementales

La RAM se dégrade sous contrainte thermique. La plupart des DRAM fonctionnent entre 0 et 70 degrés Celsius ; dépasser cette plage raccourcit sa durée de vie et augmente les taux d'erreurs logicielles. Les erreurs logicielles (inversions de bit uniques causées par le rayonnement cosmique ou les particules alpha) sont rares dans un seul module, mais deviennent statistiquement significatives dans les grandes installations ou les applications aérospatiales. La RAM ECC (Error-Correcting Code) détecte et corrige les erreurs de bit uniques en temps réel, ce qui est essentiel pour les serveurs et les systèmes de contrôle critiques. La RAM à parité, un schéma plus simple, ne fait que détecter les erreurs sans les corriger.

Dans les environnements industriels, la RAM doit résister aux vibrations, au bruit électrique et aux températures extrêmes. Les spécifications militaires et aéronautiques (par exemple, MIL-STD) exigent souvent des plages de températures étendues. Des erreurs en rafale, plusieurs bits corrompus ensemble, peuvent survenir à cause de transitoires d'alimentation ou d'interférences électromagnétiques ; des condensateurs de découplage et un blindage appropriés atténuent ces problèmes. Les modules de RAM eux-mêmes ne sont généralement pas remplaçables sur le terrain dans les systèmes embarqués ; au lieu de cela, la carte entière est remplacée. La RAM de bureau et de serveur utilise des facteurs de forme standard (DIMM, SO-DIMM), ce qui rend le remplacement simple une fois que le système est éteint et déchargé.