5. Memori

1. 5. Memori By Serdiwansyah N. A.

2. Memori • Memoriadalahpusatkegiatanpadasebuahkomputer, karenasetiapproses yang akandijalankan, harusmelaluimemoriterlebihdahulu. • CPU mengambilinstruksidarimemorisesuai yang adapadaProgram Counter. • Satuanpokokmemoriadalah bit. Sejumlah bit dapatberisi 0 atau 1. Memoriterdiridarisejumlahcell-cell yang masingmasingdapatmenyimpaninformasi. • Semua cell dalamsebuahmemoriberisijumlah bit yang sama. Tiapcell mempunyaialamat, yang dipakai program sebagai acuan. Memori

3. Memori RAM Semikonduktor • Memorisemikonduktortersediadalamrentangkecepatan yang luas. Waktusiklusnya berada pada rentang 100ns hingga kurang dari 10ns. • Pada saat diperkenalkan pertama kali pada akhir tahun 1960an, memoritersebutlebihmahaldaripadamemoriintimagnetik. Karenaperkembanganteknologi VLSI (Very Large Scale Integration) yang sangat cepat, biaya memori semikonduktor telah menurun secaradrastis. • Akibatnya, teknologitersebutsekarangdigunakansecaraeksklusifdalammenerapkanmemori. Memori

4. Organisasi Internal Chip Memori • SelMemoribiasanyadiaturdalambentuk array, dengantiapseldapatmenyimpansatu bit informasi. • Gambar 1. Organisasi Internal Chip Memori Memori

5. Hierarki Storage • Hierarkimemoriberdasarkankecepatanaksesadalahsepertigambar 2 berikut: Memori

6. Register • Registeradalahtempatpenyimpananbeberapabuah data volatile yang akandiolahlangsungdi prosesor yang berkecepatansangattinggi. • Register iniberada di dalamprosesordenganjumlah yang sangatterbataskarenafungsinyasebagaitempatperhitungan/komputasi data. • Atau bisa dikatakan bahwa register berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara hasil dari tahapantahapan operasiaritmatikadanlogika.. Memori

7. Cache Memory • Cache memory adalahmemoriberkapasitasterbatas, berkecepatantinggiyang lebih mahal dibanding memori utama. • Cache memori terletak diantara memori utama danregister CPU, danberfungsi agar CPU tidaklangsungmengacukememoriutamatetapidi cache memori yang kecepatanaksesnyalebihtinggi. • Metodeiniakanmeningkatkankinerja system. Dahulucache disimpan di luarprosesordandapatditambahkan. Untukmeningkatkankinerja, saatinicache ditanamkan di prosesor. Memori

8. Cache Memory • Gambar 3. Cache Memory Memori

9. Memory Extensi • Tambahanmemori yang digunakanuntukmembantuprosesprosesdalamkomputer, biasanyaberupa buffer. • Peranantambahanmemoriiniseringdilupakanakantetapisangatpentingartinyauntukefisiensi. • Biasanyatambahanmemoriinimemberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat tersebut, sebagai contoh misalnyajumlahmemori VGA, memorisoundcard. Memori

10. ROM (Read Onlu Memory) • Chip SRAM dan DRAM volatile, artinya chip tersebutkehilanganinformasiyang disimpannyajikadayadioff. • Terdapatbanyakaplikasiyangmemerlukanperangkatmemoriyang mempertahankaninformasitersimpanjikadayadioff. • Misalnyadalamkomputerbiasadrive harddiskdigunakanuntukmenyimpansejumlahbesarinformasi, termasuk software sistemoperasi. • Padasaatkomputerdi on, softwaresistemoperasiharusdiloaddari disk kedalammemori. Hal inimemerlukaneksekusiprogram yang ”boot” sistemoperasi. Karena program boot cukupbesar, sebagianbesardisimpandalam disk. Memori

11. ROM (Read Onlu Memory) • Tipememori non volatile yang berbedatelahdikembangkan. Umumnya, isimemorisemacamitudapatdibacaseakansebagaimemori SRAM atau DRAM. • Tetapi proses penulisankhususdiperlukanuntukmeletakkaninformasitersebutdalammemoriini. Karenaoperasinormalnyamelibatkanhanyapembacaan data yang tersimpan, makamemoritipeinidisebutreadonlymemory. • Data ditulis ke dalam ROM pada saat fabrikasi. Memori

12. PROM • Beberapadesain ROM memungkinkan data diloadoleh user, sehinggamenghasilkanprogrammable ROM (PROM). • PROM menyediakanfleksibilitasdankemudahanyang tidakdimiliki ROM. Yang terakhirlebihmenariksecaraekonomiuntukmenyimpan program dan data tetappadasaat ROM volume tinggidiproduksi. • Akan tetapi, biayauntukmempersiapkan mask yang diperlukanuntukmenyimpanpolainformasitertentudalam ROM menjadikannyasangatmahalpadasaathanyasejumlahkecil yang diperlukan. • Dalamhalini, PROM menyediakanpendekatanyang lebihcepatdanlebihmurahkarenadapatdiprogramlangsungoleh user. Memori

13. EPROM • Tipe lain chip ROM memungkinkan data yang disimpandihapusdandiloaddata baru. • ROM yang erasable danprogrammable biasanyadisebut EPROM. • Tipeinimenyediakanfleksibilitasselamafasepengembangansistem digital. KarenaEPROM mampumempertahankaninformasi yang tersimpanuntukwaktu yang lama, makadapatdigunakanuntukmenggantikan ROM padasaat software dikembangkan. • Dengancaraini, perubahandan update memoridapatdilakukandenganmudah. Memori

14. EPROM • Kentungan yang pentingdari chip EPROM adalahisinyadapatdihapusdandiprogramulang, dilakukandenganmenyinari chip padasinarultraviolet. • Kerugian EPROM yang signifikanadalah chip tersebutharusdipindahkandarisirkuituntukpemrogramanulangdanseluruhisinyadihapusolehsinar ultraviolet. • Dimungkinkanuntukmenerapkanversi lain erasable PROM yang dapatdiprogramdandihapussecaraelektrik. Chip semacamini, yang disebut EEPROM, tidakharusdipindahkanuntukpenghapusan. • Satu-satunyakerugiandari EEPROM adalahdiperlukanteganganyang berbedauntukpenghapusan, penulisan, danpembacaan data yang tersimpan. Memori

15. Kartu Flash • Salah satucarauntukmengkonstruksimodul yang lebihbesaradalahdenganmemasangchip flash padakartukecil. Kartu flash semacaminimemilikiantarmukastandaryang membuatnyadapatdigunakandalamberbagaiproduk. • Suatukartuchip dicolokkankedalam slot yang sesuai. Kartu flash memilikiberbagaiukuranmemori. • Ukuran yang umumadalah 8, 16, 32, 64, 128, 256, hingga 1Gbyte bahkanlebih. Memori

16. Drive Flash • Modulmemori flash yang lebihbesartelahdikembangkanuntukmenggantikandrive harddisk. Faktabahwa drive flash adalahperangkatelektroniksolid state yang tidakmemilikibagian yang dapatdipindahkanmenghasilkankeuntungan penting. • Perangkat tersebut memiliki waktu pencarian dan akses yang lebihsingkat, sehinggamenghasilkanrespon yang lebihcepat. • Drive tersebutmemilikikonsumsidaya yang lebihrendah, yang menjadikannyaatraktifuntukaplikasiyang diaturdenganbatere, danperangkattersebutjugatidaksensitifterhadapgoncangan. Memori

17. Drive Flash • Kerugian drive flash dibandign drive harddiskadalahkapasitasnya yang lebihrendahdanbiaya per bit yang lebihtinggi. Disk menyediakanbiaya per bit yang jauhlebihrendah. • Kerugianlain adalahkemampuan flash memoriakanmenurunsetalahditulisberulang kali. Sedangkanpadaharddisk, jumlahpenulisanlebihtinggi, paling sedikitjutaan kali. Memori

18. Konfigurasi OS & ManajemenMemori • Antaramanajemenmemoridankonfigurasi system operasimerupakanduahalyang tidakbisadipisahkan. • Padadasarnyapengkonfigurasian system operasiadalahmengaturpemanfaatanmemorikomputer yang ada. • Dalampengkonfigurasiansystem operasidikenalduabentukmemoriyaitu : • Physical memory • Virtual memori Memori

19. Phisycal Memory • Phisycal memory adalahmemori yang terdapatpadakomputersecarafisik, yaituberbentukmodulmemori (RAM). Memoriinidigunakanuntukmengolah data. • Instruksidan data yang akanditampilkamkelayar monitor. Sedangkanvirtual memori merupakan memori bayangan karena secara fisik memori ini tidak ada di mainboard komputer. • Virtual memorimerupakanmemori yang dibentukolehsystem operasidenganmemanfaatkansebagiankapasitas Hard Disk Drive. Memori

20. Virtual Memory • Virtual memory dibuatoleh system operasisesuaikebutuhanakanmemoriyang diperlukanoleh program aplikasi. Selanjutnyasistemoperasiakanmengaturproses swapping data daninstruksiantara virtual memoridengan physical memori. • Dalam proses multitasking inikeseluruhanmemori (physical memori) akandigunakan untuk menjalankan program secara bersamaan. • Jika memori tersebut kurangmakabeberapabagiankapasitas hard disk drive untukdipergunakansebagaivirtual memory sebesarkekuranganmemori yang ada . Memori

21. Conventional (base) Memory • Conventional memory adalah 640 KB pertamadariseluruhkapasitas RAM padakomputer. Seluruh system operasiakansecaraotomatismenggunakanmemoriinisehinggamemoriinitidakmemerlukanpengaturankhusus. • Memoriinilahyang digunakanoleh system operasi. Memori

22. UMA (Upper Memory Area) • UMA adalah memori sebesar 384 KB setelah memori konvensional. UMA digunakanolehkomputeruntukmendukungperangkatkeras yang ada, seperti display adapter. • Untukpembagian 384 K upper memori: • 128 K yang pertamadisebut video ram denganalamat A0000BFFFF • 128 K berikutnyadigunakanuntuk adapter bios denganalamat C0000DFFFF • 128 K berikutnyadigunakanuntuk motherboard BIOs yang digunakanuntuk POST dan boot strap leaders denganalamat E0000FFFFF Memori

23. Extended Memory (XMS) • Extended memory adalahmemorikomputerdiatas MB. • Sistemopersii Windows dan system aplikasiberbasis Windows dan system aplikasiberbasisWindows merupakan system yang membutuhkanmemoriini. Memori

24. High Memory Area (HMA) • HMA adalah 64 KB pertamadari XMS. Padakomputerdenganextended memory, setup system operasibisamenempatkam system operasi(misalnya dos) padahigh memory area. • Dengandemikianakanmenambahsisaruangpadamemorikonvensional. Memori

25. Expanded Memory (EMS) • Beberapasistemaplikasiberbasis DOS tidakmampumenggunakanextended memory yang ada. Sistemaplikasitersebutmenggunakankapasitasmemoriyang lebihtersebutdalambentukexpanded memory. • Untukbisamengaksesexpanded memory dibutuhkanexpanded memory manajerseperti EMM386. Program akanmenggunakanexpanded memory sebesar 64Kbytes padasatusaatdanmengalamatkanyakeupper memory area yang disebut EMS page frame. • Karenaexpanded memory manager memberibataspenggunaan expanded memory padasatusaat, makapenggunaanexpanded memory menjadilebihlambatdibandingkandenganextended memory. Memori

26. Memori Map • Gambar 3. Memorimap Memori

27. Tipe RAM • RAM tipe lama adalah DRAM (dynamic RAM). Tipe yang lain adalahSRAM (static RAM). • DRAM terdiridarimikrokapasitor, sedangkan SRAM terdiridaritombol off atau on. Olehkarenaitu, SRAM dapatmerespoanlebihcepatdaripada DRAM. • TipeDRAM lebihbarudanlebihcepatdikembangkansecaraterusmenerus. Berikutadalahtipe- tipeDRAM : • FPM (Fast Page Mode) • ECC (Error Correcting Code) • EDO (Extended Data Output) • SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) • RDRAM (Rambus Direct RAM) • DDRRAM (Double Data Rate RAM) Memori

28. FPM • FPM adalah RAM model lama untuk PC sebelum EDO diperkenalkan. • Denganmenggunakanmodul SIMM (Single Inline Memory Module) 2, 4, 8, 16, atau32 MB. • Khususnya, ditemukandalamversi 60 ns atau 70 ns. 60 ns paling cepatdanyang pertamadigunakan. • Penggunakomputertidakdapatmencampurmodulmemoridengan kecepatan berbeda dalam satu motherboard yang sama. Memori

29. EDO • EDO (Extended Data Out) RAM adalahperbaikan FPM RAM. • Data dibacalebihcepat. Data keluaran yang valid dari EDO memerlukanwaktu yang lama. • Denganperubahandari FPM ke EDO, dapatdiharapkansebuahpeningkatanhasil 25%. • EDO RAM biasanya tersedia dalam versi 60 ns. Versi 50 ns tersedia denganbiaya yang lebihmahal. Memori

30. SDRAM • Berikutnya, EDO digantikanoleh SDRAM (Synchronous DRAM), salahsatujenisDRAM yang operasinyadisinkronisasikanlangsungdengansinyal clock.. • SDRAM munculdipasarandenganukuran 64 bit (sepanjang 168 pin DIMMs). • SDRAM hanyamengakses612 ns pada frekuensi kerja 66 MHz. • Kemudian muncul pula padafrekuensikerja 100 dan 133 MHz. • StandarSDRAM melakukanoperasipadasisisinyal clock tinggi. Tersediaperangkatmemoriserupa, yang mengaksessel array dengancara yang sama, tetapmentransferdata padakeduasisi clock (saatkondisitepi). Memori

31. SDRAM • Latency perangkatinisamadenganstandar SDRAM. Tetapikarenamentransfer data padakeduasisi clock, makabandwidth perangkattersebutpadadasarnyalipatduauntuk transfer burst panjang. • Perangkattersebutdikenaldengannamadouble data rate SDRAM. DDR SDRAM (Double data rate SDRAM) adalahversi clock ganda SDRAM, yang mengganti • SDRAM mulai 2001 hinggasekarang. Memori

32. SDRAM • Gambar 4. SDRAM Memori

33. 9 Bits per Byte • Normalnyasuatusistemkomputermenggunakan 8 bit dalamsatu byte. • Padabeberapatahunbelakangan 1 bit ditambahsebagaikeseimbangan, sehinggamenjadi9 bit dalamblok RAM. • 1 bit tersebutdigunakanuntukmembuktikantransmisiyang benarataudigunakansebagaipendeteksikesalahan. • Jika motherboard memerlukan modul 36 bit, sebenarnya modul yang digunakan adalah32 bit. Memori

34. RAM dan Motherboard • Padasistem board modern, RAM terpasangpadamodul SIMM atauDIMM, sebelumDRAMs kecilsendiridigunakan. Biasanyaadaruanguntuk 36 chips kecilpadasistem board. Sebenarnya, seorangpenggunatelahdimudahkanuntukmemasangmemoriRAM denganmudah. • SIPP modulpertama kali hadir. Modulinimempunyaibanyakpin, yang sesuaidengan pin yang adapada motherboard. SampaidenganSIMM modulmunculkemudian. Moduliniadapadasebuahkartu, yang mempunyaisebuahedge connector. • Modulinimenyesuaikandengansoketpadamotherboard, diharapkansemua orang dapatmenginstallnyadenganmudah. Memori

35. Kecepatan RAM • Satuankecepatan RAM diukurdalam ns (nano seconds). • Gambar 5. Kecepatan RAM Memori

36. Peak Bandwidth • Gambar 6. Peak Bandwidth Memori

37. SIMM RAM • SIMM (Single Inline Memory Modules) pertamadibuatdalamedisi 8 bit. Moduliniadalahkartukecildengan 1, 2 atau 4 MB RAM. Perangkatinidihubungkanke motherboard denganpenghubung 30 pin danmemiliki 8 bit. • Iniberartibahwa 16 bit prosesor (286 dan 386SX) membutuhkan 2 SIMMs dalamsatupasang. Jadi, tersediaruanganuntuk 2 modul yang jugadisebutsebagaisebuah bank. • Prosesor 32 bit (386DX dan 486) membutuhkan 4 SIMMs kecil 8 bit dalamsebuahbank. Tentusajalebarbanknya 32 bit. Khususpadagenerasipertama486 motherboard, penggunadapatmenginstal 4 X 1 MB, 4 X 2 MB, atau 4 X 4 MB padasetiapbank. Memori

38. SIMM RAM • Padagambar7 (64 bit SDRAM) terlihatsepasangmodul SIMM. Padaukuran 64 bit ( 168 pin). Kemudianukuran 32 bit dengan 72 pin penghubung. Dibawahinimodul 8 bit denganpin penghubung: Memori

39. SIMM RAM • Gambar 8. 32bit dan 16bit SDRAM Memori

40. DIMMs • RAM tipe modern paling banyakdigunakan, SDRAM yang dibuatdalammodulyang lebarnya 64 bit disebut DIMMs (Dual Inline Memory Module). • Modultersebutmempunyaisebuahpanghubungsebanyak 168 pin edge connector. • Gambar 9. 64 MB DIMMmodulemempunyai32 chips setiap 16 Mbit (32 X 16 Mbit / 8 bit = 64 MB). Memori

41. PC133 • PC133 RAM dijalankanpada 133 MHz adalahversiterakhirdari SDRAM. • Spesifikasinyadibuatoleh VIA, Micron, NEC, Samsung, SIS, Acer Labs danvendor lainnya. • Produksipertama (dari Corsair, June 1999) menggunakanukurankecepatan7.5 ns RAM dari micron. Memori

42. Model Intelligent Rambus • Performa memoridinamikditentukandenganlatensidanbandwidthnya. • Karena semua chip memori dinamik menggunakan organisasi yang serupa untuk array selnya, makalatensicenderungmiripjika chip diproduksimenggunakanproses fabrikasiyang sama. • Sebaliknya, bandwidth efektifsistemmemoritergantungtidakhanyapadastruktur chip memori, tetapijugapadasifatjalurpenghubungkeprosessor. • DDR SDRAM dan SDRAM standardihubungkanke bus prosessor. • Sehinggakecepatan transfer bukanhanyafungsikecepatanperangkatmemorijugatergantungpadakecepatan bus. Memori

43. RDRAM • Rambus memerlukan chip memori yang didesainsecarakhusus. Chip inimenggunakanarray selberbasispadateknologi DRAM standar. • Banyakbank array seldigunakanuntukmengakseslebihdarisatu word padasatuwaktu. Sirkuit yang diperlukanuntukantarmukakesaluran Rambus disertakanpada chip. • Chip semacamitu dikenal sebagai Rambus DRAM (RDRAM). Memori

44. Spesifikasi RDRAM • Spesifikasi asli Rambus disediakan untuk saluran yang terdiri dari 9 jalur data dan sejumlah jalur kontrol dan supply daya. • Delapan jalur dimaksudkan untuk mentransferbyte data. Jalur data kesembilandapatdigunakanuntuktujuansepertipemeriksaanparitas. • Spesifikasiselanjutnyamemungkinkansalurantambahan. Rambus duasaluran, juga disebut Direct RDRAM, memiliki 18 jalur data yang dimaksudkanuntukmentransferdua byte data padasatuwaktu. Tidakadajaluralamatterpisah. Memori

45. RIMM • Chip RDRAM dapatdiassemblemenjadimodulyang lebihbesar, miripdenganSIMM dan DIMM. • Modulsemacamitudisebut RIMM, dapatmenyimpan16RDRAM. • Gambar 10. Modul RIMM Memori

46. Perbandingan Bandwidth • Gambar 11. Perbandingan Bandwidth Memori