Mémoire RAM - tout ce que vous devez savoir [informations techniques]

La RAM est l'un des principaux composants de notre PC avec le CPU et la carte mère, tous deux très bien expliqués par nous dans leurs articles correspondants. Cette fois, nous ferons de même avec les modules de mémoire RAM, il ne s'agit pas seulement des Go que nous voulons, mais aussi de la vitesse supportée par la carte, qui sont plus compatibles ou qui sont les principales caractéristiques que nous devons connaître. Nous verrons tout cela dans l'article qui suit, alors commençons!

À la fin, nous vous laisserons un guide avec les mémoires RAM les plus recommandées dans le scénario actuel afin de ne pas faire l'article trop long.

Index du contenu

Quelle est la fonction de la RAM dans un PC?

La RAM (Random Access Memory) est le stockage où sont chargées toutes les instructions et tâches qui composent les programmes et qui seront utilisées par le processeur. Il s'agit d'un stockage à accès aléatoire car il est possible de lire ou d'écrire des données dans n'importe quel emplacement de mémoire disponible, dans un ordre préfixé par le système. La RAM prend les informations directement du stockage principal, les disques durs, qui sont beaucoup plus lents qu'elle, évitant ainsi les goulots d'étranglement dans le transfert de données vers le CPU.

La mémoire RAM actuelle est de type DRAM ou Dynamic RAM car elle a besoin d'un signal de tension pour que les données qui y sont stockées ne disparaissent pas. Lorsque nous éteignons le PC et qu'il n'y a pas d'alimentation, tout ce qui y est stocké sera effacé. Ces mémoires sont les moins chères à faire en stockant un bit d'information pour chaque transistor et condensateur (cellule).

Il existe un autre type de mémoire, SRAM ou RAM statique qui n'a pas besoin d'être actualisé, car le bit d'information reste stocké même sans alimentation. Il est plus cher à fabriquer et nécessite plus d'espace, ils sont donc plus petits, par exemple, le cache du processeur. Une autre variante statique est les mémoires SSD, bien qu'elles utilisent des portes NAND, moins chères mais beaucoup plus lentes que les SRAM de cache.

Bref aperçu de l'histoire

Nous donnerons un très bref aperçu de l' évolution de la mémoire RAM jusqu'à atteindre la génération actuelle de DDR ou Double Data Rate.

Mémoire RAM à noyau magnétique

Tout commence vers 1949, avec des mémoires qui utilisaient un noyau magnétique pour stocker chaque bit. Ce noyau n'était plus que de quelques millimètres de tore, mais énorme par rapport aux circuits intégrés, ils étaient donc de très petite capacité. En 1969, lorsque les semi-conducteurs à base de silicium (transistors) ont commencé à être utilisés, Intel a créé une RAM de 1024 octets qui a été la première à être commercialisée. À partir de 1973, la technologie a progressé et donc la capacité des mémoires, ce qui a nécessité l'utilisation d'emplacements d'extension pour l'installation modulaire des mémoires SIPP et SIMM ultérieures.

Les prochains souvenirs étaient le FPM-RAM (Fast Page Mode RAM) en 1990 et pour le premier Intel 486 avec des vitesses de 66 MHz à environ 60 ns. Sa conception consistait à pouvoir envoyer une seule adresse et à recevoir en échange plusieurs de ces adresses consécutives.

BEDO RAM

Après eux, EDO-RAM (Extended Data Output RAM) et BEDO-RAM (Burst Extended…) sont apparus. Les premiers étaient capables de recevoir et d'envoyer des données, atteignant ainsi 320 Mo / s utilisés par les Pentium MMX et AMD K6. Ces derniers ont pu accéder à divers emplacements de mémoire pour envoyer des rafales de données (Burt) à chaque cycle d'horloge au processeur, bien qu'ils n'aient jamais été commercialisés.

Ainsi nous sommes arrivés à l'ère des mémoires SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) qui sont des mémoires synchronisées avec une horloge interne pour lire et écrire des données. Ils ont atteint 1200 MHz avec le fameux Rambus (RD-RAM). Après eux, est apparu le SDR-SDRAM (Single Data Rate-SDRAM) étant les prédécesseurs du DDR actuel. Ces mémoires étaient directement connectées à l'horloge du système de sorte qu'à chaque cycle d'horloge, elles pouvaient lire et écrire une donnée à la fois.

Évolution vers le DDR

Le DDR ou Double Data Rate est la technologie actuelle de la mémoire RAM, se produisant en 4 générations en fonction de sa vitesse et de son encapsulation. Avec eux, l' encapsulation DIMM a commencé à être utilisée, ayant non pas une, mais deux opérations de données simultanées dans le même cycle d'horloge, doublant ainsi les performances.

DDR

Les premières versions DDR ont donné des vitesses de transfert de 200 MHz à 400 MHz et ont utilisé l'encapsulation DIMM de 182 contacts à 2, 5 V. Il est important de bien différencier la fréquence du bus et la fréquence de transfert (E / S), car lorsque vous travaillez avec deux données en même temps, la fréquence de transfert est le double de la fréquence du bus. Par exemple: un DDR-400 a un bus 200 MHz et un transfert 400 MHz.

DDR2, DDR3 et DDR4

Avec DDR2, les bits transférés dans chaque opération ont été doublés de 2 à 4 simultanément, de sorte que la fréquence de transfert a également doublé. Dans l'encapsulation DIMM, il avait 240 contacts à 1, 8 V. Les DDR-1200 étaient les plus rapides, avec une fréquence d'horloge de 300 MHz, une fréquence de bus de 600 MHz et une vitesse de transfert de 1200 MHz.

Les 3e et 4e générations ont simplement été des améliorations par rapport à la précédente, avec moins de tension et une fréquence plus élevée à mesure que la taille des transistors diminue. En augmentant la fréquence, la latence est également augmentée, bien qu'il s'agisse de mémoires plus rapides. Les DDR3 conservaient une barrette DIMM de 240 broches à 1, 5 V, bien que non compatible avec la DDR2, tandis que la DDR4 atteignait 288 broches à 1, 35 V, atteignant actuellement un transfert de 4800 ou 5000 MHz.

Dans les sections suivantes, nous nous concentrerons beaucoup mieux sur la DDR4, qui utilise actuellement des équipements et des serveurs grand public.

Types d'interfaces couramment utilisés et où les trouver

Nous avons déjà une bonne idée des mémoires RAM qui ont circulé à travers les ordinateurs à travers l'histoire, alors concentrons-nous sur les mémoires actuelles et voyons quels types d'encapsulation nous pouvons trouver dans les différents équipements.

L'encapsulation de type DIMM (Dual In-Line Memory Module) est actuellement utilisée, consistant en une double ligne de broches de contact en cuivre directement collées sur le bord double face du PCB de mémoire.

RAM DIMM (ordinateurs de bureau)

Ce type d'encapsulation est toujours utilisé sur les cartes mères orientées bureau. Le paquet a 288 contacts pour DDR4 et 240 pour DDR3. Dans la zone centrale, inclinée d'un côté, nous avons une matrice pour assurer le placement correct de la mémoire dans la fente verticale disponible sur la carte. Les tensions de fonctionnement vont de 1, 2 V à 1, 45 V aux fréquences maximales.

RAM SO-DIMM (équipement portable)

Il s'agit de la version compacte du précédent double contact. Dans les versions actuelles de DDR4, nous trouvons 260 contacts dans des emplacements placés horizontalement plutôt que verticalement. Pour cette raison, ce type de slot est surtout utilisé sur les ordinateurs portables et également sur les serveurs, avec des mémoires DDR4L et DDR4U. Ces mémoires fonctionnent généralement à 1, 2 V pour améliorer la consommation par rapport aux ordinateurs de bureau.

Mémoire RAM soudée sur carte

Industrie directe

D'autre part, nous avons les puces mémoire directement soudées à bord, une méthode similaire aux sockets BGA des processeurs pour ordinateur portable. Cette méthode est utilisée dans des équipements particulièrement petits tels que HTPC ou Smartphones avec des mémoires de type LPDDR4 avec des consommations de seulement 1, 1 V et des fréquences de 2133 MHz

Cela se produit également dans le cas de la RAM, qui utilise actuellement des puces GDDR5 et GDDR6, d'une vitesse supérieure à la DDR4 et qui sont directement soudées au PCB.

Types de mémoire RAM et d'encapsulations qui existent actuellement

Caractéristiques techniques à connaître sur la mémoire RAM

Après avoir vu comment et où il est connecté, voyons les principales caractéristiques à prendre en compte de la RAM. Tous ces facteurs figureront dans la fiche technique du module que nous achetons et influenceront ses performances.

L'architecture

L' architecture on peut dire que c'est la façon dont les mémoires communiquent avec les différents éléments auxquels elles sont connectées, évidemment le CPU. Nous avons actuellement l'architecture DDR dans la version 4, qui est capable d'écrire et de lire quatre cellules d'informations en deux opérations simultanées dans chaque cycle d'horloge.

Le fait d'avoir des transistors et des condensateurs plus petits facilite le travail à des tensions et des vitesses plus faibles, avec des économies d'énergie pouvant atteindre 40% par rapport à la DDR3. La bande passante a également été améliorée de 50%, atteignant des vitesses allant jusqu'à 5000 MHz. En ce sens, nous n'aurons aucun doute, la mémoire à acheter sera toujours DDR4.

Capacité

C'est la pinte qui a 1 To de RAM

Ces mémoires DDR4 ont des transistors plus petits à l'intérieur des banques de mémoire et, par conséquent, une densité cellulaire plus élevée. Dans le même module, nous pourrons avoir jusqu'à 32 Go actuellement. Plus la capacité est grande, plus les programmes peuvent être chargés en mémoire et avoir moins accès au disque dur.

Les processeurs AMD et Intel actuels prennent en charge un maximum de 128 Go limité par la capacité de la carte mère et de ses emplacements. En fait, des fabricants comme G-Skill commencent à commercialiser des kits de 256 Go connectés à 8 emplacements d'extension pour les cartes serveur de nouvelle génération et une gamme enthousiaste. En tout cas, 16 ou 32 Go est la tendance actuelle pour les ordinateurs personnels et les jeux.

La vitesse

Lorsque nous parlons de vitesse dans les mémoires actuelles, nous devons différencier trois mesures différentes.

• Fréquence d'horloge: qui sera à la fréquence de rafraîchissement des banques de mémoire. Fréquence du bus: Actuellement, elle est quatre fois la fréquence d'horloge, car les DDR4 fonctionnent avec 4 bits à chaque cycle d'horloge. Cette vitesse se reflète dans des programmes comme CPU-Z dans "DRAM Frequency". Vitesse de transfert: c'est la vitesse effective atteinte par les données et les transactions, qui en DDR sera double pour avoir un double bus. Cette mesure donne le nom aux modules, par exemple PC4-2400 ou PC4600.

Et voici un exemple: une mémoire PC4-3600 a une vitesse d'horloge de 450 MHz, tandis que son bus fonctionne à 1800 MHz entraînant une vitesse de 3600 MHz.

Lorsque nous parlons de vitesse dans les avantages d'une carte mère ou d'une RAM, nous nous référons toujours à la vitesse de transfert.

Latence

La latence est le temps nécessaire à la RAM pour répondre à une demande faite par le CPU. Plus il y aura de fréquence, plus il y aura de latence, bien que la vitesse rendra toujours les modules plus rapides malgré une latence plus élevée. Les valeurs sont mesurées en cycles d'horloge ou en horloges.

Les latences sont représentées sous la forme XXX-XX. Voyons ce que signifie chaque nombre avec un exemple typique, un DDR4 à 3600 MHz avec CL 17-17-17-36:

Campagne	La description
Latence CAS (CL)	Ce sont les cycles d'horloge car une adresse de colonne est envoyée en mémoire et le début des données qui y sont stockées. C'est le temps qu'il faut pour lire le premier bit de mémoire d'une RAM avec la ligne correcte déjà ouverte.
Délai RAS à CAS (tRCD)	Nombre de cycles d'horloge requis depuis l'ouverture d'une ligne de mémoire et l'accès aux colonnes qu'elle contient. Le temps de lecture du premier bit d'une mémoire sans ligne active est CL + TRCD.
Temps de précharge RAS (tRP)	Le nombre de cycles d'horloge requis depuis l'envoi d'une commande de précharge et l'ouverture de la ligne suivante. Le temps de lecture du premier bit d'une mémoire si une ligne différente est ouverte est CL + TRCD + TRP
Temps actif de ligne (tRAS)	Le nombre de cycles d'horloge requis entre une commande de déclenchement de ligne et l'envoi de la commande de précharge. C'est le temps qu'il faut pour actualiser une ligne en interne, en chevauchant avec TRCD. Dans les modules SDRAM (Syncronous Dynamic RAM, l'habituel), cette valeur est simplement CL + TRCD. Sinon, il est approximativement égal à (2 * CL) + TRCD.

Ces registres peuvent être touchés dans le BIOS, bien qu'il ne soit pas conseillé de modifier les paramètres d'usine car l'intégrité du module et des puces sera affectée. Dans le cas de Ryzen, il existe un programme très utile appelé RAM Calculator qui nous indique la meilleure configuration en fonction du module que nous avons.

La tension

La tension est simplement la valeur de tension à laquelle le module RAM fonctionne. Comme pour les autres composants électroniques, plus la vitesse est élevée, plus la tension sera nécessaire pour atteindre la fréquence.

Un module DDR4 à fréquence de base (2133 MHz) fonctionne à 1, 2 V, mais si nous overclockons avec des profils JEDEC, nous devrons augmenter cette tension à environ 1, 35-1, 36 V.

ECC et non-ECC

Ces termes apparaissent fréquemment dans les spécifications de la mémoire RAM et également dans la carte mère. ECC (Error Correcting Code) ou Code de correction des erreurs en espagnol, est un système par lequel la RAM a un bit supplémentaire d'informations dans les transferts pour détecter les erreurs entre les données transférées de la mémoire et du processeur.

Plus la vitesse est élevée, plus le système est vulnérable aux erreurs, et pour cela, il existe des mémoires ECC et non-ECC. Cependant, nous utiliserons toujours ceux de type non ECC dans nos ordinateurs personnels, c'est-à-dire sans correction d'erreur. Les autres sont destinés aux ordinateurs tels que les serveurs et les environnements professionnels où les bits modifiés peuvent être corrigés sans perdre de données en fonctionnement. Seuls les processeurs Intel et AMD Pro et les processeurs de serveur prennent en charge la mémoire ECC.

Bus de données: double et quadruple canal

Pour cette caractéristique, nous ferions mieux de créer une section indépendante, car c'est une fonction très importante dans les mémoires actuelles et qui influence grandement les performances d'une mémoire. Tout d'abord, voyons quels sont les différents bus qu'une RAM doit communiquer avec le CPU.

• Bus de données: ligne par laquelle circule le contenu des instructions à traiter dans la CPU. C'est 64 bits aujourd'hui. Bus d'adresse: la demande de données se fait via une adresse mémoire. Il existe un bus spécifique pour effectuer ces requêtes et identifier où les données sont stockées. Bus de contrôle: bus spécifique utilisé par les signaux de lecture, d'écriture, d'horloge et de réinitialisation de la RAM.

La technologie Dual Channel ou Dual Channel permet un accès simultané à deux modules de mémoire différents. Au lieu d'avoir un bus de données 64 bits, il est dupliqué sur 128 bits afin que davantage d'instructions arrivent au CPU. Les contrôleurs de mémoire intégrés dans le CPU (pont nord) ont cette capacité tant que les modules sont connectés au DIMM de la même couleur sur la carte. Sinon, ils fonctionneront indépendamment.

Sur les cartes avec le chipset X399 d'AMD et le chipset X299 d' Intel, il est possible de travailler avec jusqu'à quatre modules en parallèle, c'est-à-dire Quad Channel, générant un bus 256 bits. Pour cela, ces mémoires doivent avoir dans leurs spécifications cette capacité.

Les performances sont tellement supérieures que, si nous choisissons d'avoir 16 Go de RAM dans notre PC, il vaut mieux le faire avec deux modules de 8 Go que d'avoir un seul module de 16 Go.

Profils d'overclocking et JEDEC

La RAM, comme tout autre composant électronique, est susceptible d'être overclockée. Cela signifie augmenter sa fréquence au-dessus des limites a priori établies par le fabricant lui-même. Bien qu'il soit vrai que cette pratique est beaucoup plus contrôlée et limitée pour l'utilisateur que par exemple les cartes graphiques ou les processeurs.

En effet, l'overclocking de la mémoire RAM est effectué de manière contrôlée depuis sa création directement par le constructeur à travers des profils de fréquence que l'on peut sélectionner dans le BIOS de notre ordinateur. C'est ce qu'on appelle des profils JEDEC personnalisés. JEDEC est une organisation qui a établi les spécifications de base que les fabricants de mémoire RAM doivent respecter, à la fois en termes de fréquences et de latences.

Donc, au niveau de l'utilisateur, nous avons une fonctionnalité implémentée dans le BIOS de la carte mère qui nous permet de sélectionner le profil de fonctionnement maximal que la carte et les mémoires prennent en charge. Plus la fréquence du profil est élevée, plus les latences sont élevées et tout cela est stocké dans le profil de sorte que lorsque nous le sélectionnons, cela nous donnera un fonctionnement parfait sans avoir besoin de toucher manuellement la fréquence ou les temps. Dans le cas où une carte ne prend pas en charge ces profils, elle configurera la fréquence de base de la RAM, soit 2133 MHz en DDR4 ou 1600 MHz en DDR3.

De la part d'Intel, nous avons la technologie appelée XMP (Extreme Memory Profiles), qui est le système que nous avons mentionné pour toujours prendre le profil de performance le plus élevé de la RAM que nous avons installée. AMD s'appelle DOCP et sa fonction est exactement la même.

Savoir de quelle quantité, de quelle quantité et de quel type de RAM j'ai besoin

Après avoir vu les caractéristiques et les concepts les plus pertinents de la RAM, il pourrait être très utile de savoir comment identifier la quantité de RAM que nos supports et à quelle vitesse elle peut atteindre. De plus, il sera utile d'acheter pour savoir quelle RAM nous avons actuellement installée sur notre ordinateur.

Si nous avons un HTPC, la tâche ne portera pas beaucoup de fruits, car ce sont généralement des ordinateurs qui permettent peu de mise à jour des modules car ils sont soudés sur la carte. Cela, nous devrons le regarder dans les spécifications de l'équipement en question ou l'ouvrir directement et faire une inspection oculaire, ce que nous ne recommandons pas car nous perdrons la garantie.

Dans le cas des ordinateurs portables, il y a une constante dans presque tous les ordinateurs: nous avons deux emplacements SO-DIMM qui prendront en charge un maximum de 32 ou 64 Go de RAM à 2666 MHz. La question sera de savoir si nous avons installé un ou deux modules. Du côté des ordinateurs de bureau, ce sera un peu plus variable, bien que presque toujours, nous aurons 4 DIMM qui, selon la carte, prendront en charge plus ou moins de vitesse. La clé pour savoir ce que notre PC prend en charge sera de voir les spécifications de la carte, tout en connaissant les caractéristiques de la RAM que nous avons installée se réduit à installer le logiciel gratuit CPU-Z.

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Compatibilité: toujours un facteur important dans la mémoire RAM

Parfois, cela devient un vrai casse-tête de trouver la RAM avec la meilleure compatibilité pour notre ordinateur. Cela s'est plutôt produit dans les générations précédentes de processeurs, et plus spécifiquement dans la 1ère génération d'AMD Ryzen, qui avait pas mal d'incompatibilités.

Actuellement, il existe encore des mémoires plus adaptées que d'autres pour certains CPU, et cela est dû au type de puce utilisé. Par exemple, si nous parlons de Quad Channel pour Ryzen, des mémoires ECC pour les processeurs de la gamme Pro, etc. Dans le cas des processeurs Intel, ils mangeront pratiquement la mémoire que nous y avons mise, ce qui est une très bonne chose puisque des marques telles que Corsair, HyperX, T-Force ou G.Skill assureront une compatibilité optimale.

Dans le cas des AMD Ryzen de 2e et 3e génération, nous n'allons pas non plus avoir de problèmes majeurs, même s'il est vrai que les modules Corsair ou G.Skill sont généralement le plus gros pari pour eux, en particulier avec les puces Samsung. Plus précisément, la série Dominator du premier et la gamme Trident du second. Il est toujours bon de consulter les spécifications sur le site officiel pour connaître ces informations au préalable.

Nous avons un article complet où nous enseignons étape par étape comment identifier la compatibilité entre tous les composants d'un PC.

Conclusion et guide de la meilleure mémoire RAM du marché

Enfin, nous vous laissons avec notre guide des mémoires RAM, où nous recueillons les modèles les plus intéressants sur le marché pour Intel et AMD avec leurs spécifications et plus encore. Si vous voulez acheter une mémoire, c'est la meilleure que nous ayons pour que vous ne compliquiez pas trop votre vie.

Quelle RAM utilisez-vous et à quelle vitesse? Si vous manquez des informations importantes sur la RAM, laissez-nous un commentaire pour mettre à jour l'article.