Mémoire vive dynamique

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La mémoire vive dynamique (en anglais DRAM pour Dynamic Random Access Memory) est un type de mémoire vive compacte et peu dispendieuse.

La simplicité structurelle de la DRAM — un pico-condensateur et un transistor pour un bit — permet d'obtenir une densité élevée. Son inconvénient réside dans les courants de fuite des pico-condensateurs : l'information disparaît à moins que la charge des condensateurs ne soit rafraîchie avec une période de quelques millisecondes. D'où le terme de dynamique. A contrario, les mémoires statiques SRAM n'ont pas besoin de rafraîchissement mais utilisent plus d'espace.

cellule DRAM (1 transistor et un condensateur.

Sans alimentation, la DRAM perd ses données, ce qui la range dans la famille des mémoires volatiles.

La mémoire DRAM utilise la capacité parasite drain/substrat d'un transistor à effet de champ.

Les puces mémoires sont regroupées sur des supports SIMM (contacts électriques identiques sur les 2 faces du connecteur de la carte de barrette) ou DIMM (contacts électriques séparés sur les 2 faces du connecteur).

Une barrette DRAM DDR2. SDRAM. RDRAM. DDR SDRAM. DDR2 SDRAM. DDR3 SDRAM. XDR DRAM.

Types de mémoire vive dynamique

Les mémoires vives dynamiques ont connu différentes versions :

• EDO : (de l'anglais Extended Data Out). Mémoire vive utilisée dans les ordinateurs au début des années 1990 avec la génération des Pentium première génération. Elle est devenue obsolète dès 1997.
• SDRAM : de l'anglais Synchronous Dynamic RAM. Elle est utilisée comme mémoire principale et vidéo. La transition s'est faite lors du passage du Pentium II au Pentium III. Les différents types de SDRAM se distinguent par leur fréquence de fonctionnement, typiquement 66,100 et 133 MHz. Les barrettes comportent 168 broches. Elle est obsolète aujourd'hui.
• VRAM : de l'anglais Video RAM. Présente dans les cartes graphiques. Elle sert à construire l'image vidéo qui sera envoyée à l'écran d'ordinateur via le convertisseur RAMDAC.
• RDRAM : de l'anglais Rambus Dynamic RAM. Développée par la société Rambus, elle souffre notamment d'un prix beaucoup plus élevé que les autres types de mémoires et de brevets trop restrictifs de la part de la société créatrice. Elle est utilisée pour les machines de génération Pentium III et Pentium 4.
• DDR SDRAM : de l'anglais Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM. Utilisée comme mémoire principale et comme mémoire vidéo, elle est synchrone avec l'horloge système mais elle double également la largeur de bande passante en transférant des données deux fois par cycle d'horloge au lieu d'une seule pour la SDRAM. On distingue les DDR PC1600, PC2100, PC2700, PC3200, etc. Le nombre représente la quantité théorique maximale de transfert d'information en Mégaoctets par seconde. Elle s'est généralisée dans les ordinateurs grand public avec les générations Pentium III et Pentium 4. Elle comporte 184 broches. Cette mémoire est en voie de disparition avec le retrait des ordinateurs du début des années 2000.
• DDR2 SDRAM : de l'anglais Double Data Rate two SDRAM. Il s'agit de la 2e génération de la technologie DDR. Selon la fréquence d'utilisation recommandée on distingue les DDR2-400, 533, 667, 800 et 1066. Le nombre (400, 533, etc.) étant la fréquence de fonctionnement. Certains constructeurs privilégient la technique d'appellation basée sur la quantité de données théoriquement transportables (PC2-4200, PC2-5300, etc.), mais certains semblent retourner à la vitesse réelle de fonctionnement afin de distinguer plus clairement la DDR2 de la génération précédente. Elle comporte normalement 240 broches.
• DDR3 SDRAM : de l'anglais Double Data Rate three SDRAM. Il s'agit de la 3e génération de la technologie DDR. Les spécifications de cette nouvelle version sont réalisées par JEDEC. Les premiers micro-ordinateurs pouvant utiliser la DDR3 sont arrivés sur le marché pour la fin de 2007. La DDR3 fournit un débit deux fois plus important que la DDR2. Début 2014 c'est la technologie la plus communément utilisée dans les ordinateurs grand public pour la mémoire principale.
• DDR4 SDRAM : de l'anglais Double Data Rate fourth SDRAM. Il s'agit de la 4e génération de la technologie DDR. Les spécifications de cette nouvelle version sont réalisées par JEDEC. Les premiers micro-ordinateurs pouvant utiliser la DDR4 sont arrivés sur le marché pour la fin de 2014. La DDR4 fournit un débit deux fois plus important que la DDR3.
• XDR DRAM : de l'anglais XDimm Rambus RAM. Technologie basée sur la technologie Flexio développée par Rambus. Elle permet d'envisager des débits théoriques de 6,4 à 12,8 Gio/s en rafale.

Sécurité

Attaque par démarrage à froid

Article détaillé : Attaque par démarrage à froid.

Bien que les spécifications de la mémoire dynamique indiquent que la conservation des données de la mémoire n'est garantie que si la mémoire est rafraîchie régulièrement (typiquement toutes les 64 ms), les condensateurs de cellules de mémoire conservent souvent leurs charges durant des périodes significativement plus longues, en particulier à basses températures. Sous certaines conditions, la plupart des données de la mémoire DRAM peuvent être récupérées même si la mémoire n'a pas été rafraîchie depuis plusieurs minutes.

Cette propriété peut être utilisée pour contourner certaines mesures de sécurité et récupérer des données stockées dans la mémoire et supposées avoir été détruites à la mise hors tension de l'ordinateur. Pour ce faire, il suffit de redémarrer l'ordinateur rapidement et copier le contenu de la mémoire vive. Alternativement, on peut refroidir les puces de mémoire et les transférer sur un autre ordinateur. Une telle attaque a réussi à contourner des systèmes populaires de chiffrement de disque, tels que TrueCrypt, BitLocker Drive Encryption de Microsoft, et FileVault d'Apple. Ce type d'attaque contre un ordinateur est appelé une attaque par démarrage à froid.

Attaque par martèlement de mémoire

Article détaillé : Martèlement de mémoire.

Le martèlement de mémoire est un effet secondaire imprévu dans les mémoires dynamiques à accès directe (DRAM) qui provoque une fuite de charge électrique dans des cellules de mémoire, et en conséquence provoque une interaction électrique entre ces cellules et d'autres cellules voisines.

Notes et références

1. (en)extended data out dynamic random access memory, sur le site dictionary.com, consulté le 6 juin 2016.
2. (en) « Center for Information Technology Policy Lest We Remember: Cold Boot Attacks on Encryption Keys » (version du 22 juillet 2011 sur Internet Archive) 080222 citp.princeton.edu.
3. (en) Leif Z. Scheick, Steven M. Guertin et Gary M. Swift, « Analysis of radiation effects on individual DRAM cells », IEEE Trans. on Nuclear Science, vol. 47, no 6,‎ décembre 2000, p. 2534–2538 (ISSN 0018-9499, DOI 10.1109/23.903804, lire en ligne, consulté le 8 aout 2013).

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Dynamic random-access memory » (voir la liste des auteurs).

Annexes

Lien externe

• Article sur la fiabilité de la mémoire vive DRAM

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