lecteur RAM - RAM drive
Un lecteur RAM (également appelé disque RAM ) est un bloc de mémoire vive ( stockage primaire ou mémoire volatile ) que le logiciel d'un ordinateur traite comme si la mémoire était un lecteur de disque ( stockage secondaire ). Il est parfois appelé lecteur RAM virtuel ou lecteur RAM logiciel pour le distinguer d'un lecteur RAM matériel qui utilise un matériel séparé contenant de la RAM, qui est un type de lecteur SSD sauvegardé par batterie .
Performance
Les performances d'un lecteur RAM sont généralement de plusieurs ordres de grandeur plus rapides que celles des autres formes de stockage numérique, telles que les SSD , les bandes , les lecteurs optiques , les disques durs et les disquettes . Ce gain de performances est dû à plusieurs facteurs, notamment le temps d'accès, le débit maximal et les caractéristiques du système de fichiers .
Le temps d'accès aux fichiers est considérablement réduit car un lecteur RAM est à l'état solide (pas de pièces mobiles). Un disque dur physique, optique (par exemple, CD-ROM , DVD et Blu-ray ) ou autre support (par exemple , bulle magnétique , stockage acoustique , bande magnétique ) doit déplacer les informations vers une position particulière avant que la lecture ou l'écriture ne puisse se produire. Les lecteurs RAM peuvent accéder aux données avec uniquement l'adresse, éliminant cette latence .
Deuxièmement, le débit maximal d'un lecteur RAM est limité par la vitesse de la RAM, du bus de données et du processeur de l'ordinateur. D'autres formes de supports de stockage sont encore limitées par la vitesse du bus de stockage, comme IDE (PATA), SATA , USB ou FireWire . À cette limitation s'ajoute la vitesse de la mécanique réelle des moteurs d'entraînement, des têtes ou des yeux.
Troisièmement, le système de fichiers utilisé, tel que NTFS , HFS , UFS , ext2, etc. .quelques fichiers plus volumineux (dossiers Internet temporaires, caches Web, etc.).
Parce que le stockage est en RAM, il s'agit d' une mémoire volatile , ce qui signifie qu'elle sera perdue en cas de coupure de courant, qu'elle soit intentionnelle (redémarrage ou arrêt de l'ordinateur) ou accidentelle (coupure de courant ou plantage du système). C'est, en général, une faiblesse (les données doivent être périodiquement sauvegardées sur un support de stockage persistant pour éviter toute perte), mais c'est parfois souhaitable : par exemple, lorsque l'on travaille avec une copie décryptée d'un fichier crypté , ou en utilisant la RAM lecteur pour stocker les fichiers temporaires du système .
Dans de nombreux cas, les données stockées sur le lecteur RAM sont créées à partir de données stockées de manière permanente ailleurs, pour un accès plus rapide , et sont recréées sur le lecteur RAM lorsque le système redémarre.
Outre le risque de perte de données, la principale limitation des disques RAM est la capacité, qui est limitée par la quantité de RAM installée. Le stockage SSD de plusieurs téraoctets est devenu courant, mais la RAM est toujours mesurée en gigaoctets.
Les lecteurs RAM utilisent la mémoire système normale comme s'il s'agissait d'une partition sur un disque dur physique plutôt que d'accéder au bus de données normalement utilisé pour le stockage secondaire. Bien que les lecteurs RAM puissent souvent être pris en charge directement dans le système d'exploitation via des mécanismes spéciaux dans le noyau du système d'exploitation , il est généralement plus simple d'accéder à un lecteur RAM via un pilote de périphérique virtuel . Cela rend la nature non-disque des lecteurs RAM invisible à la fois pour le système d'exploitation et les applications.
En général, aucune batterie de secours n'est nécessaire en raison de la nature temporaire des informations stockées dans le lecteur RAM, mais une alimentation sans coupure peut maintenir le système en marche pendant une courte panne de courant.
Certains lecteurs RAM utilisent un système de fichiers compressé tel que cramfs pour permettre l' accès aux données compressées à la volée, sans les décompresser au préalable. C'est pratique car les disques RAM sont souvent petits en raison du prix par octet plus élevé que le stockage sur disque dur conventionnel.
Historique et spécificités du système d'exploitation
Le premier lecteur RAM logiciel pour micro-ordinateurs a été inventé et écrit par Jerry Karlin au Royaume-Uni en 1979/80. Le logiciel, connu sous le nom système Silicon Disk a été développé en un produit commercial et commercialisé par JK Research Systems , qui est devenu Microcosme Research Ltd lorsque la société a été rejoint par Peter Cheesewright de Microcosme Ltd . L'idée était de permettre aux premiers micro-ordinateurs d'utiliser plus de RAM que le CPU ne pouvait en traiter directement. Faire en sorte que la RAM à commutation de banque se comporte comme un lecteur de disque était beaucoup plus rapide que les lecteurs de disque - en particulier à l'époque où les disques durs étaient facilement disponibles sur de telles machines.
Le disque de silicium a été lancé en 1980, initialement pour le système d'exploitation CP/M et plus tard pour MS-DOS . En raison des limitations d'adressage mémoire sur les ordinateurs Atari 8 bits , Apple II et Commodore , un lecteur RAM était également une application populaire sur les systèmes Atari 130XE , Commodore 64 et Commodore 128 avec des unités d'extension RAM et sur les ordinateurs Apple II avec plus de 64 Ko de RAM. Apple Computer supportait nativement un lecteur RAM logiciel dans ProDOS : sur les systèmes avec 128 Ko ou plus de RAM, ProDOS allouait automatiquement un lecteur RAM nommé /RAM .
IBM a ajouté un lecteur RAM nommé VDISK.SYS à PC DOS (version 3.0) en août 1984, qui était le premier composant DOS à utiliser la mémoire étendue . VDISK.SYS était pas disponible dans Microsoft de MS-DOS comme, contrairement à la plupart des composants des premières versions de DOS PC, a été écrit par IBM. Microsoft a inclus le programme similaire RAMDRIVE.SYS dans MS-DOS 3.2 (publié en 1986), qui pouvait également utiliser la mémoire paginée . Il a été abandonné dans Windows 7. DR-DOS et la famille DR de systèmes d'exploitation multi-utilisateurs étaient également livrés avec un disque RAM nommé VDISK.SYS. Dans le DOS multi-utilisateur , le disque RAM prend par défaut la lettre de lecteur M: (pour le lecteur de mémoire). AmigaOS a un lecteur RAM intégré depuis la sortie de la version 1.1 en 1985 et l'a toujours dans AmigaOS 4.1 (2010). Apple Computer a ajouté la fonctionnalité à l' Apple Macintosh avec le panneau de configuration de la mémoire du système 7 en 1991 et a conservé la fonctionnalité pendant toute la durée de vie de Mac OS 9 . Les utilisateurs de Mac OS X peuvent utiliser les utilitaires hdid , newfs (ou newfs hfs ) et mount pour créer, formater et monter un lecteur RAM.
Une innovation de lecteur RAM introduite en 1986 mais rendue disponible en 1987 par Perry Kivolowitz pour AmigaOS était la capacité du lecteur RAM à survivre à la plupart des plantages et redémarrages. Appelé ASDG Recoverable Ram Disk, l'appareil a survécu aux redémarrages en allouant de la mémoire de manière dynamique dans l'ordre inverse de l'allocation de mémoire par défaut (une fonctionnalité prise en charge par le système d'exploitation sous-jacent) afin de réduire la fragmentation de la mémoire. Un "super-bloc" a été écrit avec une signature unique qui pouvait être localisée en mémoire lors du redémarrage. Le super-bloc et tous les autres "blocs" du disque RRD maintenaient des sommes de contrôle pour permettre l'invalidation du disque si une corruption était détectée. Au début, l'ASDG RRD était verrouillé sur les cartes mémoire ASDG et utilisé comme fonction de vente. Plus tard, l'ASDG RRD a été mis à disposition sous forme de shareware avec un don suggéré de 10 dollars. La version shareware est apparue sur les Fred Fish Disks 58 et 241. AmigaOS lui-même gagnerait un disque RAM récupérable (appelé "RAD") dans la version 1.3.
De nombreux systèmes Unix et de type Unix fournissent une certaine forme de fonctionnalité de lecteur RAM, comme /dev/ram sur Linux ou md(4) sur FreeBSD . Les lecteurs RAM sont particulièrement utiles dans les applications hautes performances et à faibles ressources pour lesquelles des systèmes d'exploitation de type Unix sont parfois configurés. Il existe également quelques distributions Linux spécialisées "ultra-légères" conçues pour démarrer à partir d'un support amovible et stockées sur un disque virtuel pour toute la session.
Lecteurs RAM matériels dédiés
Il existe des lecteurs RAM qui utilisent une mémoire DRAM exclusivement dédiée à fonctionner comme un périphérique de stockage à latence extrêmement faible. Cette mémoire est isolée du processeur et n'est pas directement accessible de la même manière que la mémoire système normale.
Un premier exemple de lecteur RAM matériel a été introduit par Assimilation Process, Inc. en 1986 pour le Macintosh. Appelé "Excalibur", il s'agissait d'un lecteur de RAM externe de 2 Mo et se vendait entre 599 $ et 699 $ US. Avec une capacité de RAM extensible par incréments de 1 Mo, sa batterie interne était censée être efficace entre 6 et 8 heures, et, inhabituel pour l'époque, elle était connectée via le port de disquette Macintosh.
En 2002, Cenatek a produit le Rocket Drive , max 4 Go, qui avait quatre emplacements DIMM pour la mémoire PC133, avec un maximum de quatre gigaoctets de stockage. À l'époque, les ordinateurs de bureau courants utilisaient 64 à 128 mégaoctets de mémoire PC100 ou PC133. Les modules PC133 d'un gigaoctet (les plus gros disponibles à l'époque) coûtent environ 1 300 $ (équivalent à 1 871 $ en 2020). Un Rocket Drive entièrement équipé avec quatre Go de stockage aurait coûté 5 600 $ (équivalent à 8 058 $ en 2020).
En 2005, Gigabyte Technology a produit l' i-RAM , max 4 Go, qui fonctionnait essentiellement de la même manière que le Rocket Drive, à l'exception de la mise à niveau pour utiliser la nouvelle technologie de mémoire DDR, mais également limitée à un maximum de 4 Go de capacité.
Pour ces deux appareils, la RAM dynamique nécessite une alimentation continue pour conserver les données ; en cas de panne de courant, les données s'effacent. Pour le Rocket Drive, il y avait un connecteur pour une alimentation externe séparée de l'ordinateur, et la possibilité d'une batterie externe pour conserver les données lors d'une panne de courant. L'i-RAM incluait une petite batterie directement sur la carte d'extension, pour 10 à 16 heures de protection.
Les deux appareils utilisaient l'interface SATA 1.0 pour transférer les données du lecteur RAM dédié vers le système. L'interface SATA était un goulot d'étranglement lent qui limitait les performances maximales des deux disques RAM, mais ces disques offraient toujours une latence d'accès aux données exceptionnellement faible et des vitesses de transfert élevées et soutenues, par rapport aux disques durs mécaniques.
En 2006, Gigabyte Technology a produit le GC-RAMDISK , max 8 Go, qui était la création de deuxième génération pour l'i-RAM. Il a une capacité maximale de 8 Go, soit le double de celle de l'i-RAM. Il utilisait le port SATA-II, encore une fois le double de celui de l'i-RAM. L'un de ses meilleurs arguments de vente est qu'il peut être utilisé comme périphérique de démarrage.
En 2007, ACard Technology a produit le disque RAM Serial ATA ANS-9010, max 64 Go. Citation du rapport technique : L'ANS-9010 "qui dispose de huit emplacements DIMM DDR2 et prend en charge jusqu'à 8 Go de mémoire par emplacement. L'ANS-9010 dispose également d'une paire de ports Serial ATA, lui permettant de fonctionner comme un seul lecteur ou se faire passer pour une paire de disques qui peuvent facilement être divisés en une matrice RAID 0 encore plus rapide."
En 2009, Acard Technology a produit le disque RAM ACARD ANS-9010BA 5.25 Dynamic SSD SATA-II, max 64 Go. Il utilise un seul port SATA-II.
Les deux variantes sont équipées d'une interface de carte CompactFlash située en face avant, permettant de copier les données non volatiles stockées sur le lecteur RAM sur la carte CompactFlash en cas de panne de courant et de batterie de secours faible. Deux boutons poussoirs situés sur le panneau avant permettent à l'utilisateur de sauvegarder/restaurer manuellement les données sur le lecteur RAM. La carte CompactFlash elle-même n'est pas accessible à l'utilisateur par des moyens normaux car la carte CF est uniquement destinée à la sauvegarde et à la restauration de la RAM. Notez que la capacité de la carte CF doit atteindre / dépasser la capacité totale du module RAM afin de fonctionner efficacement comme une sauvegarde fiable.
En 2009, DDRdrive, LLC a produit le DDRDrive X1, qui prétend être le disque SSD le plus rapide au monde. Le lecteur est un lecteur RAM dédié principal de 4 Go DDR pour une utilisation régulière, qui peut sauvegarder et rappeler à partir d'un lecteur NAND SLC de 4 Go. Le marché visé est celui de la conservation et de l'enregistrement des fichiers journaux . En cas de panne de courant, les données peuvent être enregistrées sur un ssd interne de 4 Go en 60 secondes, via l'utilisation d'une batterie de secours. Par la suite, les données peuvent être récupérées dans la RAM une fois l'alimentation rétablie. Une coupure de courant de l'hôte déclenche la sauvegarde des données volatiles par le DDRdrive X1 sur un stockage non volatile intégré.
Voir également
- Cache (informatique) , une zone pour stocker des copies transitoires de données écrites ou lues à plusieurs reprises à partir d'un périphérique plus lent
- Liste des logiciels de lecteur RAM