Memori

Hardware
 

 MEMORI

Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data disimpan. Istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket.
Tempat informasi, dibaca dan ditulis
Aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya
Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor
register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar
prosesor.
Karakteristik Sistem Memori (secara umum):
  1. Lokasi
    • CPU
    • Internal (main)
    • External (secondary)
  2. Kapasitas
    • Ukuran word
    • Banyaknya word
  3. Satuan Transfer
    • Word
    • Block
  4. Metode Akses
    • Sequential access
    • Direct access
    • Random access
    • Associative access
  5. Kinerja
    • Cycle time
    • Transfer rate
  6. Tipe Fisik
    • Semi konduktor
    • Permukaan magnetik
  7. Karakteristik Fisik
    • Volatile/nonvolatile
    • Erasable/nonerasable
  8. Organisasi
Catatan:
Bagi pengguna dua karakteristik penting memori adalah :
  • Kapasitas
  • Kinerja
Ad 1) Lokasi Memori
Ada tiga lokasi keberadaan memori di dalam sistem komputer, yaitu:
  1. Memori lokal
    • Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor)
    • Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU
    • Memori ini disebut register
  2. Memori internal
    • Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer
    • Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga dapat diakses
      secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara
    • Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama
    • Memori internal biasanya menggunakan media RAM
  3. Memori eksternal
    • Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU
    • Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen
    • Tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung
      oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/
      modul I/O
    • Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder
    • Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll
Ad 2) Kapasitas Memori
  1. Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit
  2. Kapasitas memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau
    word. Panjang word umum adalah 8, 16, dan 32 bit
  3. Kapasitas memori eksternal biasanya dinyatakan dalam byte
Ad 3) Satuan Transfer (Unit of Transfer)
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori.
  1. Bagi memori internal (memori utama), satuan transfer merupakan jumlah bit yang dibaca atau
    yang dituliskan ke dalam memori pada suatu saat
  2. Bagi memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word, dalam hal
    ini dikenal sebagai block
Word
Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan
panjang instruksi, kecuali CRAY-1 dan VAX.
  1. CRAY-1 memiliki panjang word 64 bit, memakai representasi integer 24 bit
  2. VAX memiliki panjang instruksi yang beragam, ukuran wordnya adalah 32 bit
Addressable Units
Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Hubungan antara panjang suatu alamat (A)
dengan jumlah addressable unit (N) adalah 2A = N

Ad 4) Metode Akses Memori
Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, sbb.:
  1. Sequential Access
  2. Direct Access
  3. Random Access
  4. Associative Access
  5. Sequential access
    • Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record
    • Akses dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik
    • Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu
      proses pencarian
    • Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism),
      dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record
    • Waktu access record sangat bervariasi
    • Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik
Direct Access
  • Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism
    tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik
  • Akses dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir.
  • Waktu aksesnya bervariasi
  • Contoh direct access adalah akses pada disk
Random Access
  • Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung
  • Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya
    dan bersifat konstan
  • Contoh random access adalah sistem memori utama
Associative Access
  • Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya
  • Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri
  • Waktu pencariannya tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access
    sebelumnya
  • Contoh associative access adalah memori cache

Ad 5) Kinerja Memori  
Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :
  1. Waktu Akses (Access Time)
    • Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca
      atau tulis
    • Bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme
      baca tulis pada lokasi tertentu
  2. Waktu Siklus (Cycle Time)
    • Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang
      dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara
      destruktif
  3. Laju Pemindahan (Transfer Rate)
    • Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit
      memori
    • Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus)
    • Bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb:
  
TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis sejumlah N bit.
TA = Waktu akses rata-rata
N = Jumlah bit
R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

Ad 6) Tipe Fisik Memori
Ada dua tipe fisik memori, yaitu :
  • Memori semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale
    integration).
    Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM
  • Memori permukaan magnetik, memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu
    untuk disk atau pita magnetik.
Ad 7) Karakteristik Fisik
Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
  1. Volatile dan Non-volatile
    • Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya
      dimatikan
    • Pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa
      mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak
      diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut.
      Memori permukaan magnetik adalah non volatile.
      Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.
  2. Erasable dan Non-erasable
    • Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain
    • Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.
Ad 8) Organisasi
Yang dimaksud dengan organisasi adalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik.

Hirarki Memori
Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu :
Berapa banyak? Berapa cepat? Berapa mahal?
Kapasitas. Waktu access Harga

Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb:
  • Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit
  • Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit
  • Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.
Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU
sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya
instruksi atau operand.
Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu
access yang cepat. Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sbb.:

Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi :
  • Penurunan harga per bit
  • Peningkatan kapasitas
  • Peningkatan waktu akses
  • Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU
Kunci keberhasilan organisasi adalah penurunan frekuensi akses memori oleh CPU. Bila memori dapat diorganisasikan dengan penurunan harga per bit melalui peningkatan waktu akses, dan bila data dan instruksi dapat didistribusikan melalui memori ini dengan penurunan frekuensi akses memori oleh CPU, maka pola ini akan mengurangi biaya secar keseluruhan dengan tingkatan kinerja tertentu.

Register adalah jenis memori yang tercepat, terkecil, dan termahal yang merupakan memori
internal bagi prosesor.
Memori utama merupakan sistem internal memory dari sebuah komputer. Setiap lokasi di dalam
memori utama memiliki alamat yang unik.
Cache adalah perangkat untuk pergerakan data antara memori utama dan register prosesor untuk
meningkatkan kinerja.
Ketiga bentuk meori di atas bersifat volatile dan memakai teknologi semikonduktor.

Magnetic disk dan Magnetic tape adalah external memory dan bersifat non-volatile.

Memori Semikonduktor
Ada beberapa memori semikonduktor, yaitu :
  • RAM : RAM statik (SRAM) dan RAM dinamik (DRAM)
  • ROM : ROM, Programmable ROM (PROM), Erasable PROM (EPROM), Electrically
    EPROM (EEPROM), Flash Memory
Random Access Memory (RAM)
  • Baca dan tulis data dari dan ke memori dapat dilakukan dengan mudah dan cepat
  • Bersifat volatile
  • Perlu catu daya listrik
RAM Dinamik (DRAM)
Disusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor.
Ada dan tidak ada muatan listrik pada kapasitor dinyatakan sebagai bilangan biner 1 dan 0.
Perlu pengisian muatan listrik secara periodik untuk memelihara penyimapanan data.

RAM Statik (SRAM)
Disusun oleh deretan flip-flop.
Baik SRAM maupun DRAM adalah volatile. Sel memori DRAM lebih sederhana dibanding SRAM,
karena itu lebih kecil. DRAM lebih rapat (sel lebih kecil = lebih banyak sel per satuan luas) dan
lebih murah. DRAM memrlukan rangkaian pengosong muatan. DRAM cenderung lebih baik bila
digunakan untuk kebutuhan memori yang lebih besar. DRAM lebih lambat. 

Read Only Memory (ROM) 
  • Menyimpan data secara permanen
  • Hanya bisa dibaca
Dua masalah ROM
  • Langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi
  • Tidak boleh terjadi kesalahan (error)
Programmabel ROM (PROM)
Bersifat non volatile dan hanya bisa ditulisi sekali saja. Proses penulisan dibentuk secara elektris. Diperlukan peralatan khusus untuk proses penulisan atau “pemrograman”.

Erasable PROM (EPROM)
Dibaca secara optis dan ditulisi secara elektris. Sebelum operasi write, seluruh sel penyimpanan harus dihapus menggunakan radiasi sinar ultraviolet terhadap keping paket. Proses penghapusan dapat dilakukan secara berulang, setiap penghapusan memerlukan waktu 20 menit. Untuk daya tampung data yang sama EPROM lebih mahal dari PROM.

Electrically EPROM (EEPROM)
Dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. Operasi write memerlukan watu lebih lama dibanding operasi read. Gabungan sifat kelebihan non-volatilitas dan fleksibilitas untuk update dengan menggunakan bus control, alamat dan saluran data. EEPROM lebih mahal dibanding EPROM.
Sel memori memiliki sifat tertentu sbb.:
  • Memiliki dua keadaan stabil untuk representasi bilangan biner 1 atau 0
  • Memiliki kemampuan untuk ditulisi
  • Memiliki kemampuan untuk dibaca.
Related Posts

Disqus Comments
Previous Post