Qu’est-ce qu’un module de mémoire double en ligne (DIMM) ?

Sur le fond, un DIMM est un type de module RAM qui utilise un type spécifique de connecteur à broches pour ajouter plusieurs puces RAM à un système informatique de manière à augmenter efficacement la capacité de l’unité centrale de traitement (CPU), la vitesse de transfert des données et le débit sans augmenter la consommation d’énergie. Les systèmes informatiques utilisent la RAM pour stocker temporairement les données utilisées sur le moment pour effectuer des opérations en temps réel. Les applications exigeantes, telles que le rendu de vidéos numériques ou les jeux en ligne, nécessitent énormément de RAM. Les systèmes informatiques dont la RAM est insuffisante fonctionnent lentement ou rencontrent des problèmes de délais d’attente dépassés. 

En général, les formes de stockage de données plus rapides et plus coûteuses, comme la RAM, sont désignées sous le terme mémoire, tandis que le matériel ou les composants de stockage plus stables et moins chers sont désignés sous le terme stockage. Les ordinateurs utilisent le stockage pour stocker la plupart des données, en particulier les fichiers des applications, les documents et/ou les supports multimédia dont l’utilisation n’est pas nécessaire dans l’instant. Les ordinateurs utilisent la mémoire, ou la RAM, pour accéder aux données et fichiers pertinents ou nécessaires pour mener à bien des activités et des fonctions instantanées, et les gérer.

La plupart des RAM sont considérées comme une forme volatile de mémoire, car elles nécessitent une électricité constante pour stocker les données et perdront toutes les données stockées en cas d’arrêt de l’alimentation du système. C’est pourquoi les ordinateurs utilisent des formes de mémoire non volatiles qui ne nécessitent pas de puissance constante, comme des disques durs SSD, pour le stockage à long terme.

Les deux principaux types de RAM sont la mémoire vive statique (SRAM) et la mémoire vive dynamique (DRAM). Développée au début des années 1960, la technologie SRAM utilise des transistors pour stocker les données, une méthode rapide et efficace, mais encombrante et coûteuse. Mais en 1968, Robert Dennard, chercheur chez IBM, concrétise l’une des avancées les plus importantes de l’informatique moderne en inventant ce qui deviendra la première puce DRAM développée par Intel en 1970, une innovation qui a tellement optimisé le fonctionnement de la RAM que son impact se fait encore sentir aujourd’hui. Même si les cellules de mémoire SRAM sont encore employées dans certaines applications particulières, la DRAM domine tellement le secteur qu’elle est presque devenue synonyme de RAM. Mais les sous-catégories de puces DRAM sont nombreuses.  

Dans un module SIMM, les puces de RAM sont reliées sur un circuit imprimé et ne transmettent les données que par un seul côté du module. La RAM DIMM, cependant, peut atteindre un débit de données doublé grâce à des broches de connexion placées de chaque côté du module. 

Comme le stockage de données maximal offert par un SIMM est de 32 bits par cycle d’horloge, les modules SIMM sont utilisés par paires pour atteindre un taux de transfert de données standard de 64 bits, avec une consommation de 5 V par SIMM. Les modules SIMM offrent une capacité de 4 Mo à 64 Mo de stockage de données. Comme leur nom l’indique, les SIMM n’ont de connecteurs que d’un seul côté du circuit imprimé.

En doublant le nombre de connecteurs, les modules DIMM doublent effectivement la capacité des modules SIMM, tout en ne nécessitant que 3,3 V. Cette innovation nécessite un emplacement DIMM spécifique sur la carte mère de l’ordinateur, car les DIMM ne sont pas rétrocompatibles avec les emplacements SIMM. Cependant, la mémoire DIMM est devenue la solution de choix pour ajouter de la mémoire à la plupart des systèmes informatiques modernes, car une seule unité DIMM permet de stocker de 32 Mo à 1 Go de données, avec une efficacité énergétique optimisée.  

• Unbuffered DIMM (UDIMM) : Comme leur nom l’indique, les unbuffered DIMM n’ont pas de mémoire tampon et fonctionnent en communiquant directement avec le contrôleur de mémoire situé dans le CPU. Les modules UDIMM sont connus pour leur vitesse économique et sont fréquemment utilisés dans les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. 
• Fully buffered DIMM (FB-DIMM) : Contrairement aux UDIMM, les FB-DIMM sont dotés d’un Advanced Memory Buffer (AMB) pour faciliter la communication entre le module mémoire et le contrôleur mémoire. Le bus AMB divise les opérations en deux parties (lecture et écriture) et peut remplir les deux fonctions simultanément pour de meilleures performances. Les FB-DIMM augmentent la fiabilité, l’intégrité des signaux et la vitesse de détection des erreurs, ce qui en fait un choix privilégié pour les serveurs et les postes de travail nécessitant une plus grande capacité de mémoire. 
• Registered DIMM (RDIMM) : Nommées en référence aux registres de mémoire supplémentaires placés entre le contrôleur mémoire et le module mémoire, les RDIMM sont également désignées comme mémoire à tampon et conviennent bien aux serveurs et autres systèmes nécessitant une stabilité robuste. Les modules RDIMM mettent en mémoire tampon les commandes, les adresses et les cycles d’horloge du CPU et dirigent les instructions vers des registres de mémoire spécifiques, réduisant ainsi la charge sur le contrôleur mémoire. 
• Load-Reduced DIMM (LR-DIMM) : Autre sous-catégorie des DIMM à tampon, les modules LR-DIMM sont dotés d’un isolation Memory Buffer (iMB) qui réduit la charge du CPU et améliore la vitesse et la capacité en séparant les puces DRAM du DIMM du CPU principal. Au lieu de communiquer directement avec la DRAM, le contrôleur mémoire envoie des instructions à la puce iMB, puis la mémoire tampon effectue toutes les opérations. 

• RAM dynamique synchrone (SDRAM)/single data rate (SDR) : Le terme SDR SDRAM est souvent abrégé en SDRAM, car ces types de RAM sont synonymes. La SDRAM synchronise les opérations avec la fréquence d’horloge du microprocesseur sous-jacent, ce qui entraîne une augmentation substantielle de la capacité du DIMM pour les instructions exécutables par temps d’unité d’horloge. Alors que la mémoire DRAM asynchrone répond immédiatement aux entrées du CPU, la SDRAM attend le signal d’horloge avant d’exécuter les instructions. Cette méthode, connue sous le nom de « pipelining », permet à la SDRAM de recevoir (lecture) de nouvelles commandes avant que les instructions précédentes ne soient entièrement exécutées (écriture). En conséquence, le CPU peut traiter simultanément des commandes qui se chevauchent, en exécutant une fonction de lecture et une fonction d’écriture par cycle d’horloge, ce qui améliore globalement les taux de transfert et de performances du CPU.
• Double data rate (DDR) : la DDR SDRAM fonctionne comme la SDR SDRAM, mais deux fois plus vite. La DDR SDRAM traite deux instructions de lecture et deux instructions d’écriture par cycle d’horloge et fonctionne également à une tension standard inférieure (2,5 V contre 3,3 V. 
• Double data rate 2 (DDR2) : Amélioration de la DDR SDRAM, ce type de RAM exécute également deux fonctions de lecture et d’écriture par cycle d’horloge, mais en prenant en charge des fréquences d’horloge plus élevées, ce qui se traduit par des performances plus élevées. Alors que les modules DDR ROM standard atteignent une fréquence maximale de 200 MHz, la mémoire DDR2 peut atteindre 533 MHz, avec l’avantage supplémentaire de ne nécessiter que 1,8 V. 
• Double data rate 3 (DDR3) : Évolution de la DDR2, la DDR3 utilise un traitement avancé des signaux pour améliorer la fiabilité, augmenter la capacité de mémoire et réduire la consommation d’énergie (1,5 V).  
• Double data rate 4 (DDR4) : Évolution plus poussée de la DDR3, les améliorations apportées au traitement des signaux confèrent à la DDR4 une capacité et des performances encore meilleures, avec une consommation d’énergie réduite (1,2 V) et des fréquences d’horloge plus élevées, pouvant atteindre 1 600 MHz. 

En outre, les modules DIMM offrent de nombreux avantages de génération actuelle, ce qui en fait la solution idéale pour la plupart des systèmes informatiques modernes, conçus avec des emplacements DIMM accueillant deux, quatre, six ou huit modules DIMM individuels. Les tampons DIMM aident à traiter les signaux du CPU pour réduire les workloads de la mémoire, tandis que la conception à double canal permet de répartir les données entre les modules de mémoire pour un entrelacement rapide de plusieurs requêtes. Pour les cas d’utilisation particulièrement exigeants, des DIMM à trois et quatre canaux sont également disponibles. Des ordinateurs personnels aux centres de données exigeants, les solutions DIMM avancées soutiennent l’informatique de pointe.