Les mémoires électroniques pour la mémoire vive, les disques magnétiques pour le stockage. La conception des ordinateurs était basée sur ce principe désormais remis en cause par les mémoires électroniques.
A l’instar des microprocesseurs, les mémoires DRAM (Dynamic Read Access Memory) ont vu leur caractéristiques s’améliorer rapidement : performances, capacités, coûts et consommation électrique. Mais comme pour les microprocesseurs, les progrès se sont ralentis ces dernières années. Et pourtant les besoins sont énormes.
« Une nouvelle catégorie de mémoires, les mémoires persistantes, sont en train de révolutionner l’architecture des ordinateurs et gomme la frontière séparant les mémoires et le stockage créant une nouvelle catégorie de matériel offrant de nouvelles possibilités pour le logiciel » indiquait Jonathan Hinkle, chercheur au Lenovo Research & Technology à l’occasion du FlashMemory Summit qui s’est tenu à Santa Clara (Californie) le mois dernier. Elles offrent à la fois persistance et performance.
Les mémoires persistantes (NVM pour Non Volatile Memory) se présentent sous la forme de modules NVDIMM (Non-Volatile Dual In-line Memory Module) qui intègrent les mémoires non persistantes. Ces modules NVDIMM ne connectent directement la mémoire NVM à l’interface mémoire mais utilisent de la logique et parfois combinent des mémoires DRAM. Ce qui permet de tirer parti des interfaces rapides tout en bénéficiant des caractéristiques des mémoires NVM.
Les modules NVDIMM inclut couramment des mémoires NAND Flash mais bientôt de nouvelles technologies telles que les mémoires 3DXPoint, ReRAM et ST-MRAM qui offrent chacun des avantages.
La mémoire 3D XPoint a été mise au point par Intel et Micron. Intel a présenté ces nouvelles mémoires à l’occasion d’Intel Developer Forum. La mémoire 3D XPoint se veut jusqu’à 1000 fois plus rapide que les composants flash NAND classiques.
Mais dans un système, il y a toujours un goulot d’étranglement. Ici, c’est l’interface avec l’ordinateur. L’interface NVMe, qui est actuellement la plus performante, permet de connecter directement de la mémoire non volatile au bus PCI Express d’un ordinateur. Avec des cartes PCI Express 3.0 16x, il est toutefois possible d’atteindre la limite des 15 Go/s. Les premières mémoires 3D XPoint devraient être disponibles en 2017.
La mémoire Resistive random-access memory (RRAM ou ReRAM) est un type de mémoire non volatile dont les premiers développements remontent à 2013 par différentes acteurs dont Sharp, et Micron Technology.
La ST-MRAM est une évolution des mémoires MRAM mise au point conjointement par IBM et Samsung. La MRAM a été conçue il y a 20 ans par IBM. Mais le développement des technologies flash et DRAM ont marginalisé la MRAM en la cantonnant à des applications très spécifiques. La Spin Torque MRAM, alias ST-MRAM, est un nouveau type de mémoire qui peut-être utilisé dans les applications à faible consommation d’énergie comme l’Internet des objets ou les mobiles.
Mais jusqu’ici, la ST-MRAM n’offrait pas une densité suffisante. En 2011, elle avait les 20 nm. Depuis cette date, IBM et Samsung ont travaillé et amélioré significativement cette densité pour atteindre des cellules de 11 nm.
Parallèlement aux avantages offrent notamment en matière de performance, capacité, coût et consommation électrique, ces nouvelles catégories de mémoire apportent des bénéfices et permettent d’améliorer significativement les performances des applications. Les opérations qui sollicitent les Entrées/Sorties tirer parti de la très faible latence des interfaces mémoire. Mais il reste à résoudre quelques difficultés, explique Jonathan Hinkle, incuant l’adaptation des architectures matérielles, la réécriture des applications pour tirer parti des nouvelles performances, l’organisation d’un écosystème, les problèmes de sécurité, la gestion des données persistantes et l’optimisation des performances.
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