Quest-ce que la mémoire étendue ?

Sorti en 1981, l'IBM PC a changé la donne pour les ordinateurs. Il a pris d'assaut le marché, devenant totalement dominant. Avec autant de succès et son matériel un standard ouvert, les clones sont rapidement apparus. De nombreux logiciels ont également été conçus pour le PC. Celles-ci devaient tenir compte de ses limites et, dans certains cas, s'appuyer sur elles. Cette dépendance à des fonctionnalités spécifiques et sa domination du marché ont laissé une marque indélébile sur le marché des ordinateurs personnels.

Le principal problème du PC était qu'il ne pouvait traiter que 1 Mo de mémoire. Cela devait être utilisé pour la RAM, ainsi que pour le BIOS, le système d'exploitation et tout matériel d'extension, tel que les adaptateurs vidéo. Ce n'était pas trop un problème à la sortie car les prix de la mémoire étaient exorbitants et les éditeurs de logiciels se sont pratiquement effondrés pour rendre leurs logiciels compatibles. Au fur et à mesure que les prix de la mémoire ont chuté et que des programmes plus gourmands en mémoire ont été publiés, cela est devenu un problème.

Les successeurs de l'IBM PC comprenaient des processeurs plus récents qui pouvaient adresser plus de RAM. De nombreux programmes, cependant, avaient adapté leur logiciel précisément à la disposition de la RAM du PC et ne pouvaient pas tirer parti de cet espace mémoire supplémentaire. À l'inverse, de nombreuses personnes avaient encore des PC avec une RAM limitée, mais souhaitaient pouvoir charger des logiciels nécessitant plus de RAM. La solution était la mémoire étendue.

Mémoire étendue

La mémoire étendue fait référence au changement de banque dans la zone supérieure pour offrir plus de mémoire dans le même espace. Le PC a séparé ses 1 Mo de mémoire en deux zones, la zone de mémoire conventionnelle utilisée comme RAM et la zone de mémoire supérieure, utilisée comme ROM BIOS et pour les cartes d'extension. Il avait déjà été possible d'utiliser certaines des zones de mémoire supérieures comme RAM, comme l'une des deux sections allouées aux graphiques. Cette technique, cependant, ne permettait d'accéder qu'à quelques Ko de mémoire supplémentaires. Une mémoire étendue était nécessaire pour augmenter la capacité.

La mémoire étendue utilise une zone de mémoire, telle que celle allouée à un périphérique graphique, non utilisée. Il a ensuite utilisé un système de banques pour insérer et sortir des sections de mémoire supplémentaires vers cette fenêtre. Cela nécessitait l'utilisation d'un pilote personnalisé. Il avait également besoin d'une carte d'extension avec plus de mémoire physique, du moins au début. Les générations ultérieures, avec la prise en charge du processeur, pourraient utiliser un logiciel pour mapper la mémoire paginée à la mémoire étendue. Cependant, cela nécessitait la prise en charge du processeur ainsi que la présence de mémoire supplémentaire à mapper. Le logiciel devait également être configuré pour pouvoir l'utiliser.

Comment cela a-t-il fonctionné ?

La mémoire étendue fonctionnait en utilisant une section de fenêtre de la mémoire. Il a été mappé de 1 à 1 à un plus grand pool de mémoire. Le mappage 1 à 1, cependant, ne permet pas d'utiliser plus de mémoire. Au lieu de cela, si nécessaire, le pilote permutait le mappage vers une autre partie, ou banque, de mémoire paginée. C'est comme changer l'arrière-plan de votre bureau. Vous avez toujours le même moniteur mais une nouvelle image. Le logiciel devait garder une trace de quelle banque de mémoire paginée contenait quelles données, une tâche critique s'il voulait rappeler ces données.

Le fait de devoir échanger des banques signifiait que les performances étaient en baisse par rapport à un pool de mémoire native plus grand. Dans la mesure du possible, l'utilisation de la mémoire étendue aurait été préférable. Mais dans les systèmes et les logiciels limités à cette limite de mémoire de 1 Mo, la mémoire étendue offrait la seule méthode pour gagner plus de mémoire.

Le premier système public grand public à utiliser la mémoire paginée était LIM EMS 3.0. LIM était l'acronyme des trois sociétés qui l'ont fabriqué, Lotus Development, Intel et Microsoft. EMS signifie Expanded Memory Specification. La version 3.0 a pu ajouter 4 MiB au PC. Selon les normes modernes, ce n'est pratiquement rien, mais cela a quintuplé la capacité de mémoire de l'IBM PC. La version finale d'EMS, la version 4.0, offrait une prise en charge jusqu'à 32 Mo de mémoire.

La version 3.2 a été la première version à voir de vrais produits arriver sur le marché. Il utilisait une fenêtre de 64 Ko, divisée en quatre pages de 16 Ko, pour assurer la stabilité lors du changement de page.

Déclin

Dans les années 1990, les systèmes d'exploitation graphiques tels que Windows ont pris le pas sur les systèmes d'exploitation textuels tels que DOS. Cela a mis le dernier clou dans le cercueil pour la mémoire étendue. La mémoire étendue a toujours été un peu un travail fastidieux. Il a été implémenté pour résoudre un problème de fonctionnalité qui aurait autrement nécessité un remplacement complet du matériel. Les nouvelles générations de PC sous DOS n'étaient pas limitées à 1 Mo de RAM. Pourtant, le logiciel devait permettre ce peu en raison de la vaste base d'utilisateurs installés.

Le passage à des classes entièrement nouvelles de systèmes d'exploitation a permis au mode protégé, avec sa prise en charge de pools de mémoire et d'adresses de mémoire virtuelle plus importants, d'être utilisé de manière appropriée. Le passage à l'utilisation de pools de mémoire plus grands via le mode protégé par défaut a sonné le glas de la mémoire paginée. L'ensemble du concept des zones de mémoire a été essentiellement rendu obsolète.

Conclusion

La mémoire étendue était le terme utilisé pour désigner la pratique consistant à paginer dans et hors des banques de mémoire via une adresse de fenêtre dans la zone de mémoire supérieure. L'ensemble du concept a été développé pour contourner la limite de mémoire dure de 1 Mo d'IBM PC causée par les limitations du processeur. Il était impossible d'ajouter un nouvel espace mémoire. Pourtant, il était possible d'utiliser une section de mémoire à plusieurs reprises en utilisant puis en échangeant des sections de mémoire et en les remplaçant en cas de besoin. Cela nécessitait un pilote spécial ainsi que du matériel. Les implémentations ultérieures pourraient exécuter les fonctions matérielles dans le logiciel, bien que cela soit basé sur la présence préexistante de plus de mémoire à utiliser.

La mémoire étendue était un problème causé par l'IBM PC et la nécessité de fournir des logiciels compatibles mais également capables d'utiliser des quantités de RAM plus importantes que ce qui était possible. L'avènement des systèmes d'exploitation graphiques, tels que Windows, a modifié le paysage de la compatibilité des systèmes d'exploitation. Comme ils étaient, à ce moment-là, capables d'adresser nativement bien plus que les 1 Mo de mémoire du PC d'origine, le problème et le besoin d'une solution de mémoire étendue se sont évaporés. Le concept est essentiellement obsolète depuis le début des années 1990.