Referensi:
Sistem Memori
(Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah-
perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan
oleh insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses (
informasi ). Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit
lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis,
dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan
data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses
oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer
hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam
memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap
kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya
untuk diganti dengan data yang baru.
Ada 2 teknologi yang mendominasi industri
memori sentral dan memori utama, yaitu :
a.
Memori Magnetic Core (tahun 1960)
Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti
dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti
magnetis) atau hanya disebut core saja.
Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama
dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori)
b.
Memori Solid State
Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan
komersil adaalah UNIVAC dimana:
·
CPU
nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan
aritmatika decimal.
·
Memori
utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5
bit)
Karakteristik
sistem-sistem memori secara umum:
1.
Lokasi
·
CPU
Memori ini built-in berada dalam CPU
(mikroprosesor) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU. Memori ini disebut
register.
·
Internal
(main)
Memori ini berada di luar chip processor
tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk
proses eksekusi (operasi) program, hingga 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
·
External
(secondary)
Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem
komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data
atau instruksi secara permanen. Memori ini, 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.
a.
Kapasitas
·
Ukuran
word : Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam
bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
·
Banyaknya
word :Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.
b.
Satuan Transfer
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran
data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Konsep satuan transfer adalah:
·
Word,
merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan
jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
·
Addressable
units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat
sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan
antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.
·
Unit
of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada
suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu
word, yang disebut dengan block.
c.
Metode Akses
Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data,
yaitu sebagai berikut:
·
Sequential
access
Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data,
yang disebut record. Aksesnya 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. Aksesnya dilakukan secara langsung
terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu
aksesnya pun 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 pun tidak
bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh
associative access adalah memori cache.
Kinerja
Ada
tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu:
·
Access
time (Waktu Akses): Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk
melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah
waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu
·
Cycle
time (Waktu Siklus): 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.
·
Transfer
rate (Laju Pemindahan): Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit
memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan
1/(waktu siklus). Sedangkan, bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb.:
TN
= Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.
TA
= Waktu akses rata-rata
N
= Jumlah bit
R
= Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)
a.
Tipe Fisik
Ada
dua tipe fisik memori, yaitu :
·
Memori
semikonduktor: memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration).
Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
·
Memori
permukaan magnetik: banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk
atau pita magnetik.
b.
Karakteristik Fisik
Ada
dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
·
Volatile
dan Non-volatile
Pada memori volatile, informasi akan rusak
secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, 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.
·
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.
Hirarki
Memori
Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu
: Berapa banyak? Hal ini menyangkut kaspasitas. Berapa cepat? Hal ini
menyangkut waktu akses, dan berapa mahal yang menyangkut 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. Sedangkan 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 sebagai berikut:
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 hirarki ini pada penurunan
frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya
semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun
kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.
Contoh
Studi Kasus:
Apa
itu Bandwith Memory ?
Bandwitdh adalah nilai yang menunjukkan
banyaknya data yang dapat di-transfer dalam waktu satu detik. Satuan Bandwitdh
adalah Mb/s. Bandwidth menunjukkan kinerja yang sesungguhnya dari RAM.
Secara
teori Bandwith dapat dihitungkan menggunakan rumus sebagai berikut :
Bandwidth
= Arsitektur * FSB
Umumnya pada RAM DDR, nilai FSB jarang
dituliskan dan diganti dengan nilai bandwidth-nya. Arsitektur RAM (DDR/DDR2)
sendiri umumnya adalah 64-bit (atau 8 byte). RAM dengan mode Dual Channel
berarti memiliki arsitektur 64-bit x 2 = 128 bit atau 16-byte. Dual channel
membuat bandwidth RAM menjadi dua kali lipat lebih besar.
Contoh
:
DDR
Visipro 256Mb PC266 sering ditulis sebagai PC2100 (Bandwidth dari PC266), hasil
perkalian dari 64-bit (8 byte) * 266 MHz = 2.128 MB/s ~ pembulatan jadi 2.100.
DDR
Visipro 128Mb PC333 sering ditulis sebagai PC2700 (Bandwidth dari PC333), hasil
perkalian dari 64-bit (8 byte) * 333 MHz = 2.664 MB/s ~ pembulatan jadi 2.700.
DDR
Visipro 512Mb PC400 sering ditulis sebagai PC3200 (Bandwidth dari PC400), hasil
perkalian dari 64-bit (8 byte) * 400 MHz = 3.200 MB/s.
DDR2
Visipro 1GB PC533 sering ditulis sebagai PC4200, hasil perkalian dari 64-bit (8
byte) * 533 MHz = 4.264 MB/s ~ pembulatan jadi 4.200.
DDR2
Visipro 1GB PC667 sering ditulis sebagai PC5300, hasil perkalian dari 64-bit (8
byte) * 667 MHz = 5.336 MB/s ~ pembulatan jadi 5.300.
