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la mémoire Flash
Contrairement à la mémoire vive, la Flash conserve son contenu en
l'absence de courant électrique, comme les disques durs. Une qualité due à la
nature des transistors qui la composent.
Christophe
Gauthier , L'Ordinateur Individuel,
le
16/11/2005 à 08h00
Appareils photo numériques, clés USB, baladeurs MP3,
cartes mères de PC, téléphones mobiles, mais également décodeurs satellite,
tableaux de bord de voitures et d'avions, appareils d'imagerie médicale... tous
ont un point commun : ils utilisent de la Flash. Un type de mémoire qui se
distingue par son encombrement réduit et, surtout, par son aptitude à conserver
des données pendant plusieurs dizaines d'années, sans aucune source de courant
électrique ! C'est précisément cette qualité - caractéristique des mémoires
dites non-volatiles - qui distingue la Flash de la Ram (Random Access Memory), la
mémoire vive traditionnelle - celle que l'on trouve dans les ordinateurs - qui
devient amnésique à la moindre coupure d'alimentation.
Une matrice commune
Flash et Ram reposent pourtant sur le même principe. Ces
deux types de mémoires « électroniques » sont en effet des circuits intégrés,
fabriqués à partir de silicium, comme les processeurs, par exemple. Ces circuits
miniatures (les puces de mémoire Flash ne sont pas plus grandes qu'un ongle !)
sont bâtis sur la même structure : une matrice (un tableau formé de lignes et de
colonnes) dont les minuscules cellules (elles ne mesurent que quelques
millionièmes de millimètres de côté) contiennent des charges électriques servant
à représenter des 0 et des 1. Mais les similitudes s'arrêtent là. Car Flash et
Ram utilisent des méthodes différentes pour stocker les informations.
Dans la matrice de la Ram, chaque cellule (ou « point
mémoire ») contient deux éléments : un transistor classique, qui laisse ou non
passer le courant, à la manière d'une vanne ; et un condensateur, qui retient
une charge d'électrons (c'est cette charge qui représente les bits), un peu à la
manière d'un réservoir rempli d'eau. Mais ce condensateur ne peut conserver très
longtemps les électrons : le réservoir a des fuites... Il faut donc l'alimenter
régulièrement - en électricité - pour qu'il ne perde pas le contenu qu'on lui a
confié. En outre, chaque lecture d'un point mémoire de la Ram oblige à vider le
condensateur et donc à effacer les données qu'il contient ; il faut ainsi le
remplir à nouveau après chaque lecture.
Cent ans d'espérance de vie
La mémoire Flash ne connaît pas ce genre de problème.
Dans sa matrice, chaque point mémoire est constitué d'un unique transistor d'un
genre particulier, dit « à grille flottante ». Élaborée à base d'oxyde de
silicium et isolée des autres éléments du transistor, cette grille a pour
particularité physique de conserver une charge d'électrons durant de très
longues périodes (les fabricants ont estimé cette durée à cent ans !), que la
Flash soit alimentée ou non en électricité ! Cette grille flottante joue à la
fois le rôle de vanne et de réservoir : lorsque le réservoir est rempli
- c'est-à-dire, lorsque sa grille est chargée d'électrons -, l'eau ne peut plus
s'écouler ; le transistor est dit « bloqué ». Le courant ne passe plus, c'est
l'équivalent d'un 0. Lorsque le réservoir est vide (quand la grille a été vidée
de ses électrons), l'eau peut circuler. Le transistor est dit passant : c'est
l'équivalent d'un 1.
L'écriture et l'effacement des données dans une mémoire
Flash (on parle de programmation) s'effectuent par l'application de différentes
tensions aux points d'entrée de la cellule. Ces opérations soumettent la grille
flottante à rude épreuve ; on estime qu'une mémoire Flash peut supporter jusqu'à
100 000 écritures et effacements, selon la qualité de l'oxyde utilisé pour la
grille.
Mise au point il y a près de vingt ans, la mémoire Flash
ne cesse d'évoluer. Plusieurs constructeurs, dont Intel et AMD (via sa filiale
Spansion) ont mis au point des procédés permettant de stocker deux bits par
cellule. De plus en plus denses, grâce aux progrès des procédés de
photolithogravure (similaires à ceux employés pour les processeurs), les puces
de mémoire accueillent un nombre croissant de cellules : fabriquées aujourd'hui
en technologie 90 nanomètres, elles sont près de 17 fois moins grandes que dans
les premières Flash ! Et pour réduire encore les dimensions des cellules,
l'utilisation de nanocristaux de silicium est même envisagée à l'horizon 2007.
Mais d'ici là, la Flash devrait déjà subir la concurrence des MRam (magnetoresistive Ram), qui
combineront les avantages de la mémoire vive et ceux de la Flash : haute
densité, rapidité de lecture et d'écriture et surtout, conservation des données
dans le temps !
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