4. Hiérarchie mémoire et système informatique réel
Au vu des critères de classification précédents, la mémoire numérique idéale possède une énorme capacité, un temps d'accès et de cycle quasi nul, une consommation énergétique réduite, et un coût très faible. Malheureusement, ces critères sont mutuellement incompatibles. Il n'existe pas encore de mémoire possédant simultanément toutes ces caractéristiques. Les mémoires de grande capacité sont lentes, celles qui sont rapides sont chères.
Les processeurs peuvent fonctionner aujourd'hui jusqu'à 4 GHz, tandis que la vitesse des mémoires plafonne à 800 MHz. Comme le temps d'accès à la mémoire conditionne les performances globales d'un système informatique, il est nécessaire de réduire autant qu'on peut le goulet d'étranglement que représentent les échanges entre le microprocesseur et la mémoire.
Pour trouver une solution à ce problème, les concepteurs de systèmes informatiques ont eu recours à la notion de hiérarchie mémoire (fig. 8). Par exemple, dans un système réel tel qu'un ordinateur de bureau, plusieurs mémoires de types différents sont mises en jeu. Elles sont hiérarchisées en 4 niveaux.
Ainsi, tout système informatique comprend généralement une carte mère sur laquelle vont venir se connecter tous les composants du système. Les mémoires de masse, représentées par le disque dur, le lecteur de cédérom, et la clé USB constituent la base de cette hiérarchie. Sur la carte mère se trouvent les circuits intégrés qui pilotent ces mémoires : ce sont les contrôleurs du disque dur, du cédérom et de la clé USB. On trouve aussi sur la carte mère une mémoire non volatile dite « mémoire CMOS » contenant les informations de configuration de l'ordinateur (setup). Ces dispositifs sont accessibles par le contrôleur général de périphériques via le « bus périphérique ». À côté de ce contrôleur et toujours sur la carte mère, se trouvent la mémoire principale ainsi qu'une mémoire non volatile contenant le logiciel de base (BIOS, basic input output system) pour la gestion des entrées/sorties du système. Le BIOS contient en fait le code binaire permettant au systèm […]
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