MEMORI INTERNAL
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
® Access time
® Cycle time
® Transfer rate
6.
Tipe Fisik
® Semikonduktor
® Permukaan magnetik
7.
Karakteristik Fisik
® Volatile/nonvolatile
® Erasable/nonerasable
8.
Organisasi
Catatan:
Bagi
pengguna dua karakteristik penting memori adalah
Ø Kapasitas,
Ø Kinerja.
|
Penjelasan
Ad 1) Lokasi Memori
Ada tiga lokasi
keberadaan memori di dalam sistem komputer, yaitu:
Ø Memori
lokal
o
Memori ini built-in berada dalam CPU
(mikroprosesor),
o
Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU,
o
Memori ini disebut register.
Ø Memori
internal
o
Berada di luar CPU tetapi bersifat internal
terhadap sistem komputer,
o
Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi
(operasi) program, sehingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU)
tanpa modul perantara,
o
Memori internal sering juga disebut sebagai memori
primer atau memori utama.
o
Memori internal biasanya menggunakan media RAM
Ø Memori
eksternal
o
Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan
tentu saja berada di luar CPU,
o
Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi
secara permanen.
o
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.
o
Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori
sekunder.
o
Memori ini terdiri atas perangkat storage
peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.
Ad 2) Kapasitas Memori
Ø Kapasitas
register (memori lokal) dinyatakan dalam bit.
Ø Kapasitas
memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word. Panjang
word umum adalah 8, 16, dan 32 bit.
Ø Kapasitas
memori eksternal biasanya dinyatakan dalam byte.
Ad 3) Satuan Transfer (Unit
of Transfer)
Satuan transfer = jumlah
saluran/jalur data yang masuk / keluar dari modul memori.
Ø Bagi
memori internal (memori utama), satuan transfer merupakan jumlah bit yang
dibaca atau yang dituliskan ke dalam memori pada suatu saat.
Ø 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.
Ø CRAY-1
memiliki panjang word 64 bit, memakai representasi integer 24 bit.
Ø 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.:
Ø Sequential
Access
Ø Direct
Access
Ø Random
Access
Ø Associative
Access
v 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.
v 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.
v 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.
v 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 :
Ø 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.
Ø 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.
Ø 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 :
Ø Memori
semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large
scale integration).
Memori
ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
Ø 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:
Ø Volatile
dan Non-volatile
o
Pada memori volatile, informasi akan rusak secara
alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan.
o
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.
Ø Erasable
dan Non-erasable
o
Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan
diganti dengan informasi lain.
o
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.:
Ø Semakin
kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
Ø Semakin
besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
Ø 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 :
a)
Penurunan harga per bit
b)
Peningkatan kapasitas
c)
Peningkatan waktu akses
d)
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 secara 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 memori 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 :
1. RAM :
RAM statik (SRAM) dan RAM dinamik (DRAM).
2. ROM :
ROM, Programmable ROM (PROM), Erasable PROM (EPROM), Electrically EPROM
(EEPROM), Flash Memory.
Random Access Memory (RAM)
Ø Baca
dan tulis data dari dan ke memori dapat dilakukan dengan mudah dan cepat.
Ø Bersifat
volatile
Ø 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)
Ø Menyimpan
data secara permanen
Ø Hanya
bisa dibaca
Dua masalah ROM
Ø Langkah
penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi.
Ø 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 ultra-violet 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.:
Ø Memiliki
dua keadaan stabil untuk representasi bilangan biner 1 atau 0.
Ø Memiliki
kemampuan untuk ditulisi
Ø Memiliki
kemampuan untuk dibaca.
Organisasi Logik Keping (Chip Logic) Memori
Organisasi DRAM 16 Mbit secara
umum. Array memori diorganisasikan sebagai empat buah kuardrat 2048 terhadap
2048 elemen. Elemen-elemen aray dihubungkan dengan saluran horizontal (baris)
dan vertikal (kolom). Setiap saluran horizontal terhubung ke terminal
Data-in/Sense masing-masing sel pada kolomnya.
Soal Pendalaman Materi
1.
Salah satu bagian pokok sebuah komputer adalah memori, terutama memori
primer yang berfungsi selama proses. Ada banyak jenis memori, sebutkan minimal
7 (tujuh) jenis memori yang kamu kenal.
2.
Associative
memory (contents addressable memory)
a. Gambarkan diagram blok
serta terangkan prinsip kerjanya
b. Bagaimana cara akses data ke memory itu.
3.
Jelaskan 5 jenis memori RAM yang anda kenal.
4.
Jelaskan hirarki memori
Posting Komentar