Narrateur : Dans cette
leçon, nous allons parler de la mémoire vive, plus simplement
appelée mémoire à l'intérieur de votre système, et de la
façon dont nous abordons cette mémoire.
Avant d'aborder la question de l'adressage de la mémoire, il convient
de mieux comprendre ce qu'est la
mémoire et ce qu'elle fait
pour nous à l'intérieur de notre système informatique.
Auparavant, lorsque nous avons parlé des processeurs,
nous avons évoqué le fait que le processeur
effectue tous les calculs, mais qu'il doit
disposer d'un endroit pour stocker les données
et les instructions avant
d'effectuer ces calculs.
À l'intérieur du processeur lui-même,
il y a une mémoire à très grande vitesse,
appelée cache.
Ce cache occupe très peu d'espace, mais
il est extrêmement rapide.
Lorsque vous n'avez plus d'espace de cache,
le type de mémoire suivant dont vous disposez dans
votre système est ce que nous appelons la mémoire
vive, ou mémoire système.
Cette mémoire est toujours rapide, mais
elle est loin d'être aussi rapide que la mémoire cache.
En fin de compte, le processeur utilise d'abord
la mémoire cache et, à mesure qu'il utilise les
données de cette mémoire, de nouvelles informations
sont transférées de la mémoire système vers la mémoire
cache.
Et il continue à se déplacer comme un processus de
pipeline, passant de la mémoire du système
au cache, avant d'être traité et exécuté
par l'unité centrale.
Outre cette mémoire système, nous disposons
également de ce que l'on appelle le stockage.
Le stockage comprend des éléments tels que
les disques durs, les clés USB, les CD-ROM,
les DVD, etc.
Ces dispositifs de stockage de masse
pourront contenir beaucoup plus de données
que la mémoire, mais ils
sont beaucoup plus lents.
Ainsi, si je veux charger un nouveau PowerPoint sur mon système, il est généralement
stocké sur mon disque dur, qui est un périphérique
de stockage de masse.
Lorsque je dis à mon ordinateur
que je veux lire cela, le
processeur va envoyer un signal au disque
dur et lui demander où
se trouvent ces données.
Ces données passent ensuite du disque dur
à la mémoire du système.
Et à partir de la mémoire du système,
de petits morceaux peuvent
être amenés dans la mémoire cache
et traités par le processeur.
Voici comment tout cela fonctionne
à l'intérieur de votre système.
Je vous invite donc à garder cela à l'esprit lorsque
vous réfléchissez aux différents endroits
où les données sont stockées dans le système.
Nous disposons de dispositifs de stockage de
masse, qui sont davantage des zones de stockage permanentes.
Lorsque vous mettez l'ordinateur hors
tension, les données contenues dans ces périphériques
de stockage de masse sont conservées.
Mais nous disposons également d'une zone de stockage
temporaire appelée RAM, ou mémoire système, qui
est considérée comme
une zone de stockage non persistante, car lorsque
vous éteignez l'ordinateur, tout
ce qui se trouve dans la RAM est perdu.
Ainsi, lorsque nous travaillons sur différents
fichiers, nous les plaçons temporairement dans la mémoire
vive, ce qui nous permet de travailler plus rapidement,
puis, lorsque nous avons terminé,
de les sauvegarder sur le disque dur, qui
est le dispositif de stockage permanent.
Ainsi, lorsque vous pensez à la
mémoire système ou à la mémoire vive,
connue sous le nom de RAM,
il s'agit d'une zone dynamique et en constante évolution, qui
fonctionne très rapidement par rapport
à nos dispositifs de stockage de masse, tels
que les disques durs et les CD-ROM.
Pour vous donner une analogie de ce qui
se passe dans le monde physique,
pensez à votre bureau.
Dans votre bureau, vous avez un bureau, et dans votre
bureau, vous n'avez qu'un espace limité, mais lorsque les choses
sont sur le dessus de votre bureau, vous pouvez
les atteindre rapidement, parce qu'elles
sont déjà à l'air libre, et vous pouvez les
atteindre et les toucher.
Outre les trois ou quatre dossiers
ouverts sur votre bureau, vous
avez probablement
des centaines de dossiers
dans un classeur.
Maintenant, ce classeur est
plus comme votre disque dur, c'est votre
dispositif de stockage de masse, alors que votre
ordinateur de bureau est plus comme votre mémoire vive.
Ainsi, lorsque les choses sont dans la
mémoire vive, elles sont plus faciles
et plus rapides d'accès,
et vous pouvez travailler avec elles à un moment donné.
Mais lorsque vous avez terminé,
vous devez plier ce dossier, le ranger dans le
classeur, de sorte qu'il soit là lorsque
vous en aurez besoin dans une semaine, deux
semaines ou un an, ce qui libère de l'espace
sur votre bureau pour que vous puissiez sortir d'autres
dossiers et travailler avec
eux.
C'est exactement ce à quoi sert
la RAM, cet espace temporaire
qui change et évolue constamment.
Ainsi, comme nos dispositifs de stockage de masse sont si lents, nous
voulons souvent mettre plus de choses dans la mémoire vive,
mais celle-ci est limitée.
Si l'on considère votre disque
dur, vous pouvez disposer d'un dispositif
de stockage de masse de 500 gigaoctets, d'un téraoctet ou même de quatre téraoctets,
mais si l'on considère votre mémoire,
vous pouvez disposer de huit gigaoctets,
de 16 gigaoctets ou, si vous
avez de la chance, peut-être
même de 32 gigaoctets d'espace.
Cela signifie que vous disposez
de beaucoup moins de mémoire vive qu'avec un disque dur.
La mémoire agit donc
comme un cache de disque.
De cette façon, nous pouvons extraire des fichiers du disque
vers la mémoire, travailler dessus, puis
les replacer sur le périphérique
de stockage de masse lorsque nous avons
terminé.
Cela permet à la RAM d'agir comme une zone de stockage temporaire plus rapide pour
les éléments de données récemment utilisés et couramment utilisés, à partir
du disque dur, afin de nous permettre
d'effectuer des opérations plus rapides.
En effet, la mémoire vive est
capable de rechercher des données très, très rapidement,
alors qu'un disque dur
traditionnel doit faire tourner
le disque jusqu'à ce qu'il trouve
la bonne partie, puis en extraire
les données, ce qui est beaucoup plus
lent.
Nous appelons cela un système mécanique, alors que
lorsque nous utilisons la mémoire
vive, nous utilisons un système électronique
qui peut accéder à n'importe quelle partie de
la mémoire vive à une vitesse quasi instantanée.
En effet, la mémoire vive est considérée comme
un dispositif à semi-conducteurs
et il n'y a pas de temps de chargement excessif,
comme c'est le cas avec les dispositifs
mécaniques, tels qu'un
disque dur, un DVD, un CD ou même un disque Blu-ray.
Cela signifie que nous pouvons opérer très rapidement
en termes de nanosecondes, c'est-à-dire
de milliards de secondes, alors que votre disque
dur et d'autres supports magnétiques seront considérés
comme très lents et fonctionneront en
milliers de secondes, ce que l'on appelle des millisecondes.
Vous voyez donc qu'il y a une énorme différence de vitesse, c'est
pourquoi nous voulons mettre nos fichiers dans la mémoire vive
pendant que nous travaillons dessus.
En tant que technicien,
vous constaterez
donc que l'une des choses les plus courantes,
lors de la mise à niveau d'un
système, est de mettre à niveau la mémoire
vive et de la faire passer de 4 gigaoctets à 8 gigaoctets,
ou de 8 gigaoctets à 16 gigaoctets, ou de 16
gigaoctets à 32 gigaoctets.
En augmentant la quantité de RAM,
vous pouvez sérieusement accélérer votre système,
car vous supprimez la barrière de la
lecture et de l'écriture d'autant de données
sur le disque dur, en ayant
plus de fichiers ouverts et en étant capable
d'effectuer plus de travail à tout moment.
Maintenant que nous avons
couvert les bases de la RAM et que
nous avons expliqué pourquoi nous devons utiliser
cette mémoire système, au lieu de compter sur notre disque
dur pour tout, il est important de parler des limites de la RAM,
basées sur son adressage.
Lorsque le processeur
doit aller chercher quelque chose dans la mémoire
vive, on parle d'adressage de la mémoire.
C'est parce qu'à l'intérieur de cette RAM,
et du stockage qu'elle possède, chacun
a une adresse unique différente, et c'est ainsi
que nous référençons l'élément de données stocké
dans ce morceau particulier de RAM.
Entre le processeur,
ou CPU, et la mémoire, il y a ce qu'on
appelle un contrôleur de mémoire, et entre
le contrôleur de mémoire
et le processeur,
il y a un bus.
Aujourd'hui, un bus est simplement une voie qui nous
permet de transférer des données.
Et ce contrôleur de mémoire
est presque comme un agent de circulation,
qui dirige le trafic et indique à l'unité centrale et au processeur
comment accéder aux différentes parties de la mémoire.
Si l'on regarde le bus, on s'aperçoit
qu'il est composé de deux parties.
Il y a la voie qui est utilisée pour les données
et qui permet d'envoyer et de recevoir des informations,
et il y a également une voie d'adressage qui
nous aide à déterminer où se trouvent les données
dans la mémoire.
Ainsi, la largeur de la voie de données, ou du
bus de données, détermine
la quantité d'informations pouvant
être transférée à chaque cycle d'horloge.
Si vous utilisez des contrôleurs de mémoire à canal unique,
votre bus de données aura généralement une largeur de 64 bits, ce qui est
le cas de la plupart des ordinateurs modernes.
En outre,
le bus d'adresse est
associé à une largeur
qui peut être de 32 ou 64 bits.
Elle est déterminée par le nombre d'emplacements dont l'unité
centrale de traitement peut
garder la trace et accéder aux données
en les adressant correctement.
Si vous utilisez un processeur 32 bits,
ou un processeur x86, vous ne pourrez
utiliser qu'une adresse 32 bits pour accéder
aux données sur ce bus mémoire.
Il y a donc environ
4 milliards d'éléments qui peuvent être adressés,
ce qui correspond à quatre gigaoctets de données,
car il y a deux à 32 bits disponibles pour adresser
ces informations.
En revanche, si vous utilisez un processeur
64 bits, vous disposez
de deux des 64 emplacements d'adresse possibles, ce qui représente
environ 184 quintillions d'options possibles.
En termes de mémoire, nous
appelons cela 16 exaoctets de données, ce qui signifie que
nous pouvons traiter un grand nombre de données
si nous utilisons un processeur 64 bits.
De nos jours, la plupart de nos systèmes
n'utiliseront pas 16 exaoctets de mémoire vive, car leur
coût serait prohibitif et la plupart des cartes
mères ne disposent pas d'un espace suffisant pour y insérer
une telle quantité de mémoire, mais il s'agit
là de notre limite supérieure.
Ce qui est important, c'est
que si vous utilisez un processeur x86, ou
32 bits, vous ne pouvez adresser qu'un
maximum de quatre gigaoctets
de mémoire, ce qui constitue une limitation considérable
pour l'informatique moderne, car
la plupart des systèmes d'exploitation modernes nécessitent
au moins quatre gigaoctets de mémoire vive pour pouvoir fonctionner
correctement.
En revanche, si vous
utilisez un processeur 64 bits ou une
architecture x64, cela signifie que vous pouvez
accéder à plus de quatre gigaoctets de RAM en même temps. C'est
la raison pour laquelle
cette fonction est utilisée dans les
systèmes qui disposent de 8, 16, 32 ou 64
gigaoctets de RAM, car ils ont accès à l'ensemble
de la RAM, ce qui leur confère de bien meilleures
performances.
C'est une autre raison pour
laquelle il est préférable de choisir un processeur
64 bits plutôt qu'un processeur 32 bits pour
la plupart des ordinateurs et des applications modernes.