Disque virtuel

Les RAM disques étaient couramment utilisés comme support de démarrage dans les années 1980, lorsque les disques durs étaient chers, les lecteurs de disquettes lents et le système d'exploitation prenait très peu de place, quelques systèmes, notamment ceux de la série Amiga et les Apple IIgs, étaient capables de démarrer à partir d'un RAM disque. Pour le coût de quelques modules de mémoire vive, très chers à cette époque, l'ordinateur pouvait alors être redémarré à chaud en quelques secondes au lieu de quelques minutes.

Dans les années 1980 les mémoires flash étaient encore au stade du laboratoire, un système comme le Canon X-07[2] pouvait recevoir une carte d'extension de la mémoire alimentée par pile lithium assurant la persistance du contenu une fois le système arrêté. Plus tard, dans les années 1990, lorsque les premiers CD réinscriptibles ont été commercialisés, ce type de support a été un temps désigné comme « RAM disque ». Ces supports physiques, carte mémoire alimentée et CD-RW, ne sont pas des disques virtuels, mais des supports de données bien réels.

En août 1984, IBM ajouta au PC-DOS v3.0 un pilote de disque virtuel nommé VDISK.SYS[3] qui pouvait utiliser la mémoire étendue d'un PC-AT. Le code en assembleur du pilote (VDISK.ASM) était distribué[4] avec le PC-DOS, les lignes suivantes sont extraites de ce code en assembleur :

;VDISK simulates a disk drive, using Random Access Memory as the storage medium.
;(C) Copyright IBM Corporation, 1984,1985
;Licensed Material - Program Property of IBM
;Author:  Dick Dievendorff
;Add the following statement to CONFIG.SYS
;    DEVICE=[d:][path]VDISK.SYS bbb sss ddd [/E:m]
;   where:  bbb is the desired buffer size (in kilobytes)
;        minimum 1KB, maximum is size of available memory,
;        default is 64KB.
;        VDISK will leave at least 64KB of available memory,
;        although subsequent device drivers (other than VDISK)
;        other programs that make themselves resident, and
;        COMMAND.COM will result in less than 64KB as shown
;        by CHKDSK.
;        Must be large enough for 1 boot sector + FAT sectors
;        + 1 directory sector + at least 1 data cluster,
;        or the device driver won't be installed.
;        sss is the desired sector size (in bytes)
;        128, 256, or 512, default is 128.
;        Will be adjusted if number of FAT entries > 0FE0H
;        ddd is the desired number of directory entries
;        Minimum 2, maximum 512, default 64.
;        Will be rounded upward to sector size boundary.
;        /E may only be used if extended memory above 1 megabyte
;        is to be used.  INT 15H functions 87H and 88H are used
;        to read and write this extended memory.
;        The m parameter in the /E option specifies the maximum
;        number of sectors that the VDISK will transfer at a time.
;        Optional values are 1,2,3,4,5,6,7 or 8 sectors, the default
;        is 8 sectors.
;        Brackets indicate optional operands.
; Samples:
;    DEVICE=\path\VDISK.SYS 160 512 64
;    results in a 160KB VDISK, with 512 byte sectors, 64 directory entries
;    DEVICE=VDISK.SYS Buffersize 60 Sectorsize 128 Directory entries 32
;    (since only numbers are interpreted, you may comment the line with
;    non-numeric characters)

      DB    'The IBM Personal Computer Virtual Disk Device Driver, '
      DB    'Version 2.00 (C)Copyright IBM Corp 1984,1985'
      DB    'Licensed Material - Program Property of IBM. '
      DB    'Author: Dick Dievendorff '

Contrairement à la plupart des composants des premières versions de DOS, VDISK.SYS écrit par IBM pour PC-DOS n'était pas disponible sous MS-DOS. Microsoft ajouta un programme similaire appelé RAMDRIVE.SYS au MS-DOS v3.2 (1986), qui pouvait aussi utiliser la mémoire étendue.

En 1985, alors que l'ordinateur moyen n'avait guère plus de 64 Ko et les logiciels les plus gourmands utilisaient au plus 128 à 256 Ko de mémoire, l'IBM PC pouvait être livré avec une mémoire « colossale » de 640 Ko, un ou deux lecteurs de disquette 5"¼ et si le budget le permettait, un disque dur optionnel. La capacité des disquettes sur IBM PC étant de 360 Ko[5], il était naturel d'utiliser cet « excédant » de mémoire en disque virtuel pour y stocker les overlays des programmes et les rares données temporaires, le gain de vitesse de traitement par rapport à la disquette était alors très significatif.

L'utilisation d'une mémoire cache par le système d'exploitation, pour les accès à la disquette, au disque dur ou au CD, semblait rendre inutile le recours à un RAM disque. Une mémoire cache disque remplit une fonction similaire d'accès rapide aux données stockées sur disque, sans en avoir les inconvénients : perte de données lors de coupure de courant, partitionnement fixe… Les RAM disques s'avèrent cependant indispensables dans les situations où un disque physique n'est pas disponible, ou lorsque le support de donnée doit rester inamovible (comme pour les LiveCD chargés en mémoire). Ils peuvent également trouver leur utilité dans les dispositifs type kiosque où la configuration initiale doit être chargée à chaque démarrage et qu'aucune reconfiguration du système n'est nécessaire en cours de fonctionnement.

L'arrivée des disques durs à haut-débit type Serial ATA, et surtout des SSD, a rendu les RAM-disques quasiment obsolètes.

Les RAM disques constituent d'excellents caches pour les navigateurs Web et lieux de stockage pour des fichiers intermédiaires de compilation (à quoi bon écrire sur disque un fichier intermédiaire dont on n'aura plus besoin après l'avoir lu ?).

Une autre technique d'utilisation de la mémoire vive pour le stockage de fichiers est le système de fichiers temporaire tmpfs (dérivé du très simple ramfs). Un tel système est bien plus léger car il ne cherche pas à simuler un disque dur, ce qui permet de ne pas traverser de multiples interfaces et protocoles logiciels (pilote de disque, pilote de système de fichiers, système de cache…) habituellement destinés à ce type de support de mémoire de masse. L'implémentation tmpfs de Linux s'intègre ainsi nativement dans la gestion du cache mémoire du noyau Linux.

À la différence d'un RAM disque qui monopolise la quantité de mémoire totale qui lui est allouée, un système de type tmpfs permet de n'utiliser que la mémoire réellement nécessaire pour le stockage de fichiers, l'espace libre étant également de la mémoire vive utilisable par ailleurs.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « RAM drive » (voir la liste des auteurs).