Une mémoire est utilisée pour stocker des valeurs binaires à plus ou moins long terme. Généralement, l’information stockée dans la mémoire sera lue et acheminée dans des registres pour être traitée par un circuit logique de traitement. Les résultats du traitement seront typiquement stockés de nouveau dans la mémoire. Constituée d’un grand nombre de cellules permettant chacune de stocker un bit, la mémoire est dotée de mécanismes permettant d’accéder aux cellules pour en faire la lecture ou l’écriture.
On distingue les mémoires non volatiles (en anglais, Read Only Memories (ROM)) et les mémoires volatiles (en anglais, Random Access Memories (RAM)).
Dans une mémoire ROM, les données sont stockées une fois pour toutes. Elles y demeurent même après que la mémoire ait été mise hors tension. Dans le cycle de vie des données, il y a donc une écriture initiale, mais autant de lectures qu’on le souhaite. Il ne peut pas y avoir de réécriture.
Une mémoire ROM est considérée comme un dispositif programmable, dans le sens où le processus d’écriture initial demande une action particulière, une procédure spécifique sur le plan matériel. Nous verrons au chapitre Logique programmable d’autres dispositifs logiques programmables. La programmation d’une ROM se fait en agissant sur des connexions dites fusibles. Initialement, le fusible est comme un fil qui permet au signal de passer. En le programmant, le fusible devient un circuit ouvert qui ne laisse plus passer le signal.
Une mémoire RAM stocke l’information de façon temporaire. En principe, le contenu est conservé tant que la mémoire est maintenue sous tension. Mais la réalité est un peu plus complexe, comme nous le verrons plus loin.
L’opération d’écriture permet de stocker des valeurs et la lecture permet d’extraire l’information de la mémoire.
Une mémoire RAM statique consiste en un ensemble de loquets qui permettent de conserver des données binaires. L’information est maintenue tant que la mémoire est alimentée.
Les mémoires RAM dynamiques stockent l’information sous la forme d’une charge capacitive au sein des transistors du circuit intégré. Comme cette charge se disperse au fil du temps, la mémoire doit être rafraîchie régulièrement, en y récrivant périodiquement à très court intervalle (millisecondes) la même valeur qui est déjà stockée.
Les mémoires dynamiques consomment beaucoup moins que les mémoires statiques et offrent des capacités de stockage largement supérieures, car une cellule de mémoire comporte beaucoup moins d’éléments (essentiellement un transistor par cellule). En contrepartie, les temps d’accès aux mémoires statiques sont nettement meilleurs et on n’a pas à se préoccuper de rafraîchissement.