MÉMOIRES NUMÉRIQUES

Une mémoire numérique est un dispositif permettant d'enregistrer et de conserver de manière fiable des informations binaires pour pouvoir les relire ultérieurement. Elle fait intervenir, quelle que soit la technologie employée pour conserver l'information, trois éléments fonctionnels : un support physique pouvant conserver l'information, un moyen d'enregistrement (l'écriture) et un moyen de restitution (la lecture).

Au même titre que le processeur ou les interfaces d'entrée/sortie, la mémoire numérique est un composant essentiel de tout système informatique. Parce qu'elle est polyvalente et qu'elle existe sous de nombreuses formes, elle est omniprésente dans notre vie quotidienne, depuis la carte de téléphone permettant de stocker 256 bits d'information jusqu'au superordinateur pouvant en conserver plusieurs téra-octets, en passant par le téléphone mobile, la télévision haute définition ou l'ordinateur de bureau. Les progrès technologiques effectués depuis les années 1960 ont permis de passer d'un monde « analogique », où la voix et l'image sont des signaux physiques évoluant continûment dans le temps, à un monde « numérique », où ces mêmes signaux sont convertis en échantillons binaires discrets inaltérables.

Un système informatique réel n'est pas composé d'une mais de plusieurs mémoires de types différents. Celles-ci sont judicieusement agencées sous la forme d'une hiérarchie mémoire, dont la principale fonction est d'être un compromis efficace entre les performances attendues du système et son coût. Chaque type de mémoire de cette hiérarchie possède des caractéristiques précises de vitesse et de capacité qui sont exploitées au mieux par le processeur. Le principe de cette hiérarchie est simple : plus la mémoire est physiquement proche du processeur, plus elle est rapide, mais plus sa capacité est faible et son coût élevé. Comme la fréquence de fonctionnement des processeurs évolue bien plus rapidement que celles des mémoires, les principes qui sous-tendent cette hiérarchie sont constamment revus et corrigés. Chaque nouvelle génération de processeur profite des dernières avancées technologiques et cela se répercute sur toutes les mémoires du système.

Histoire des mémoires

L' histoire des mémoires numériques a toujours été animée par la poursuite de trois objectifs contradictoires : une capacité toujours plus grande dans un volume toujours plus petit, un temps d'accès toujours plus court, et un coût de production et d'utilisation toujours plus faible. Pour atteindre ces objectifs, l'inventivité des ingénieurs a favorisé le développement de technologies variées fondées sur les propriétés physiques (mécanique, électrique, magnétique, optique) de la matière. Les mémoires numériques sont toujours à la pointe du progrès technologique et servent d'étalon pour la production des autres composants électroniques.

La Pascaline, le calculateur mis au point en 1642 par Blaise Pascal, marque traditionnellement le début de l'histoire des mémoires numériques. Ancêtre de la calculatrice, la Pascaline mémorise les informations nécessaires au calcul effectué dans des engrenages, dont les positions indiquent des valeurs décimales. Ce principe a été utilisé jusqu'à la fin du xx^e siècle dans les compteurs kilométriques des automobiles, remplacé depuis par un afficheur numérique. La boîte à musique est un autre exemple de mémoire mécanique permettant de jouer un air musical programmé sur un tambour rotatif.

Dès 1725, Basile Bouchon et Jean-Baptiste Falcon définissent les premiers systèmes de commande de machine à tisser. Afin d'obtenir des étoffes avec des motifs tissés et non peints, les instructions nécessaires à l'élaboration de ces motifs sont stockées sur des rubans perforés. Ce principe est ensuite[...]