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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