BAB 1
PENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANG
Seringkali terjadi salah pengertian atau salah persepsi pada saat membahas tentang memori. Pengertian beberapa orang bahwa memori adalah ‘komponen’ yang berbentuk segi empat dengan beberapa pin di bawahnya. Komponen tersebut dinamakan memory module.
I.2 RUMUSAN MASALAH
1. Apa pengertian dari memori internal?
2. Bagaimana pembagian dari jenis-jenis memori internal?
3. bagaimana hierarki dari memori internal?
I.3 TUJUAN
1. Mengetahui pengertian dari memori internal
2. Mengetahui jenis-jenis memori internal
3. Mengetahui hierarki memori internal
BAB II
MEMORI INTERNAL
II.1 PENGERTIAN
Memori adalah suatu penamaan konsep yang bisa menyimpan data dan program. Dan ditambah kata internal, maksudnya adalah bahwa memori terpasang langsung pada motherboard. Pengertian memory internal sesungguhnya itu dapat berupa :
1. First-Level (L1) Cache
Memory yang bernama L1 Cache ini adalah memori yang terletak paling dekat dengan prosessor (lebih spesifik lagi dekat dengan blok CU (Control Unit)). Penempatan Cache di prosessor dikembangkan sejak PC i486. Memori ditingkat ini memiliki kapasitas yang paling kecil (hanya 16 KB), tetapi memiliki kecepatan akses dalam hitungan nanodetik (sepermilyar detik). Data yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan paling sering diakses. Biasanya data di sini adalah data yang telah diatur melalui OS (Operating system) menjadi Prioritas Tertinggi (High Priority).
2. Second-Level (L2) Cache
Memori L2 Cache ini terletak di Motherboard (lebih spesifik lagi : modul COAST : Cache On a Stick. Bentuk khusus dari L2 yang mirip seperti Memory Module yang dapat diganti-ganti tergantung motherboardnya). Akan tetapi ada juga yang terintegrasi langsung dengan MotherBoard, atau juga ada yang terintegrasi dengan Processor Module. Di L2 Cache ini, kapasitasnya lebih besar dari pada L1 Cache. Ukurannya berkisar antara 256 KB-2 MB. Biasanya L2 Cache yang lebih besar diperlukan di MotherBoard untuk Server. Kecepatan akses sekitar 10 ns.
3. Memory Module
Memory Module ini memiliki kapasitas yang berkisar antara 4 MB-512 MB. Kecepatan aksesnya ada yang berbeda-beda. Ada yang berkecepatan 80 ns, 60 ns, 66 MHz (=15 ns), 100 MHz(=10ns), dan sekarang ini telah dikembangkan PC133mhZ(=7.5 ns).
Memory Module dikelompokkan menjadi dua, ya itu :
1. Single In-Line Memory Module
Single pada SIMM ini dimaksudkan dalam penomoran pin. Pada penampakan fisiknya, pin dan pin yang berada tepat dibaliknya memiliki nomor yang sama. Artinya kedua pin itu sekuens proses yang sama. SIMM yang pertama kali dibuat dalam modul 8 bit. Hal ini dimaksudkan untuk penyelarasan lebar data dari processor itu sendiri. SIMM generasi pertama ini diperuntukkan PC generasi sebelum 80286. Sebagai catatan, Processor generasi 8086 dan teman-temannya, hanya memiliki lebar data untuk floating point (representasi internal dari sebuah processor yang menganggap semua bilangan yang diterima oleh bagian input ALU dan/atau COU menjadi bilangan biner tak bertanda (unsigned binary representation). Bila bilangan yang diubah ke biner memiliki lebih dari 8 digit bilangan, maka perhitungan akan dilakukan dengan 8 digit terakhir dan terus dilakukan berulang-ulang hingga perhitungan sesuai dengan bilangan semula sebesar 8 bit.
Perkembangan processor juga turut mendorong perkembangan SIMM. Pada processor 32 bit (generasi Pentium), ketergantungan pada L2-Cache sangat tinggi. Tentunya membutuhkan memori 32 bit juga agar tidak terjadi bottleneck. Pada modul 32-bit ini biasanya ditemukan 2,4, atau 8 chip di salah satu sisinya (dari penampakan fisik SIMM). Jadi dalam 1 keping memori modul yang terdiri dari 8 chip, akan bernilai 32 MB.
Perhitungannya adalah sebagai berikut :
8 chip x [32 bit/sel x 524288 sel]/8 bit/MB = 32 MB. SIMM ini dapat digabungkan dengan sesama SIMM sendiri. Meskipun kecepatan akses data yang berbeda dan/atau merek yang berbeda pula. Akan tetapi, SIMM tidak bisa digabungkan dengan DIMM. Hal ini karena akan terjadi ‘kebingungan’ Motherboard untuk menginisialisasi akses ke memori mana.
SIMM juga dikelompokkan berdasarkan jumlah pin.
· 30 pins
Pertama kali dibuat dalam modul 8 FPM (Fast Page Mode) yang
emmiliki kecepatan 80 ns. Maksimal Bandwidth (lebar jalur data ) : 176 MB/sec.
· 72 pins
FPM yang berkecepatan 70 ns. EDO (Extended Data Output) yang berkecepatan 60ns, maksimal Bandwidth 264 MB/sec
2. DIMM (Dual In-Line Memory Module
Dual berarti kedua sisi dari penampakan fisik ini menunjukkan bahwa dua buah sisi menjalankan sekuens proses masing-masing, namun masih mendukung satu proses utama yang sama. Meskipun processor 64-bit masih terlalu jarang untuk kalangan PC, memori
telah mengembangkan jalan-nya terlebih dahulu. DIMM sekarang ini telah memiliki lebar data 64 bit.
Tentang Socket Memory SIMM dan DIMM
Tipe socket yang ada umumnya adalah SIMM dan DIMM. Socket SIMM memiliki 30 atau 72 pin. Socket SIMM mendukung memori jenis FPM (Fast Page Mode) dan EDO (Extended Data Out), sedangkan socket DIMM 168 pin mendukung SDRAM (Synchronous Dynamic RAM). Chipset buatan Intel yang mendukung SDRAM adalah 430VX, 430TX, 440LX, 440BX, dan 440GX. SDRAM membutuhkan tegangan 3.3 volt untuk bekerja pada motherboard terdapat jumper untuk memilih tegangan DIMM, jika kita memasang SDRAM pada DIMM pastikan tegangan 3.3 volt yang kita pilih.
II.2 JENIS-JENIS MEMORI INTERNAL
a. RAM (Random Access Memory) : RAM statik (SRAM) dan RAM dinamik (DRAM).
Kelompok memori yang diberi nama Random Access Memory ini memiliki karakteristik yang sesuai dengan namanya. Dalam pengaksesan data yang tersimpan dalam memori dilakukan dengan cara acak (random) bukand engan cara terurut (sequential) seperti pada streamer. Hal ini berarti untuk mengakses elemen memori yang terletak dimanapun di dalam modul ini, akan diakses dalam waktu yang sama. RAM terdiri dari berbagai jenis, yakni:
RAM Statik (SRAM)
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.
Jenis-jenis DRAM:
1) Synchronous DRAM (SDRAM) dikenal sebagai SIMM SDRAM hanyalah memperbaiki kecepatan akses data yang tersimpan. Dengan proses sinkronisasi kecepatan modul ini dengan Frekuensi Sistem Bus pada prosessor diharapkan dapat meningkatkan kinerjanya. Modul EDO RAM dapat dibawa ke kecepatan tertingginya di FSB maksimum 75 MHz, sedangkan SDRAM dapat dibawa ke kecepatan 100 MHz pada sistem yang sama. SDRAM berikut ini juga dikembangkan lebih jauh :
o PC100 RAM
SDRAM yang dikembangkan untuk sistem bus 100 MHz
o PC133 RAM
SDRAM yang dikembangkan untuk sistem bus 133 MHz
O ECC RAM
SDRAM yang dikembangkan untuk kebutuhan server yang memiliki kinerja yang berat. Jenis SDRAM ini dapat mencari kerusakan data pada sel memori yang bersangkutan dan langsung dapat memperbaikinya. Akan tetapi, batasan dari SDRAM jenis ini adalah, sel data yang dapat diperbaiki hanya satu buah sel saja dalam satu waktu pemrosesan data.
2) Burst EDO RAM (BEDO RAM) adalah jenis EDO yang memiliki kemampuan Bursting. Kinerja yang telah digenjot bisa 100% lebih tinggi dari FPM, 33% dari EDO RAM. Semula dikembangkan untuk menggantikan SDRAM, tetapi karena prosesnya yang asinkron, dan hanya terbatas sampai 66 MHz, praktis BEDO RAM ditinggalkan.
3) Rambus DRAM (RDRAM) dikembangkan oleh RAMBUS Inc. Pengembangan ini menjadi polemik karena Intel@ berusaha memperkenalkan PC133 MHz. RDRAM ini memiliki jalur data yang sempit (8 bit) tapi kinerjanya tidak dapat diungguli oleh DRAM jenis lain yang jalur datanya lebih lebar dari RDRAM. yiatu 16 bit atau bahkan 32 bit. Hal ini karena RDRAM ini memiliki Memory Controller yang dipercanggih. Tentunya hanya Motherboard yang mendukung RAMBUS saja yang bisa memakai DRAM ini, seperti MotherBoard untuk AMD K7 Athlon. Akan tetapi, RAM jenis ini dipakai oleh 3dfx, Inc,. Untuk mempercepat proses penggambaran obyek 3 dimensi yang penuh oleh poligon. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.
4) SyncLink DRAM (SLDRAM) dibuat karena untuk memakai RDRAM ini harus membayar royalti kepada RAMBUS Inc., hal ini dirasakan sangat mahal bagi pengembang motherboard. Dengan kecepatan 200 MHz, dan bandwidth maksimum 1600MB/sec cukup untuk mengkanvaskan perkembangan RAMBUS DRAM. Double Data Rate RAM (DDRAM) dikembangkan karena kebutuhan transmisi data sangat tinggi. Teknologi ini dikembangkan berdasarkan transmisi data ke dan dari terminal lain melalui sinyal tact.
5) Serial Presence Detect (PSD) adalah perkembangan dari DIMM yang menyertakan sebuah chip EPROM yang dapat menyimpan informasi tentang modul ini. Chip kecil yang memiliki 8 pin ini bertindak sebagai SPD yang sedemikian rupa sehingga BIOS dapat emmbaca seluruh informasi yang tersimpan di dalamnya dan dapat menyetarakan FSB dengan waktu kerja untuk performa CPU-RAM yang sempurna.
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.
Kecepatan dan Bandwidth Maksimal RAM
Kecepatan RAM diukur dalam ns (nanoseconds). Makin kecil ns semakin cepat RAM. Dulu kecepatan RAM sekitar 120, 100, dan 80 ns. Sekarang sekitar 15, 10, sampai 8 ns. Kecepatan RAM sangat berkaitan erat dengan system bus, apakah system bus efektif atau tidak untuk menggunakan RAM yang cepat. Berikut ini tabel yang menggambarkan hubungan clock speed dalam system bus dengan kecepatan RAM yang diperlukan.
Clock Speed : Time per clock tick
20 MHz : 50 ns
25 MHz : 40 ns
33 MHz : 30 ns
50 MHz : 20 ns
66 MHz : 15 ns
100 MHz : 10 ns
133 MHz : 6 ns
Berikut ini adalah peak bandwidth (bandwidth maksimal) dari tiga tipe RAM yang sudah dikenal. Tabel berikut ini menunjukkan maksimal peak bandwidth yang ditransfer dari RAM ke L2 Cache.
| RAM type | Max. peak bandwidth |
| FPM | 176 MB/sec |
| EDO | 264 MB/sec |
| SD | 528 MB/sec |
b. ROM : ROM, Programmable ROM (PROM), Erasable PROM (EPROM), Electrically EPROM (EEPROM), Flash Memory.
Kelompok memori yang bernama Read Only Memory ini juga memiliki karakteristik yang sesuai dengan namanya. Data yang ada di dalam ROM ini adalah data yang telah dimasukkan oleh pembuatnya. Data yang telah terkandung di dalamnya tidak dapat diubah-ubah lagi melalui proses yang normal, dan hanya dapat dibaca saja. Ada bagian data di ROM ini dipergunakan untuk identitas dari komputer itu sendiri. Hal ini tersimpan dalam BIOS (Basic Input Output Systems). Ada juga data yang terkandung dalam modul ini yang pertama kali diakses oleh sebuah komputer ketika dinyalakan.
Urutan-urutan yang terkandung di dalam modul ini dan yang diakses pertama kali ketika komputer dihidupkan diberi nama BOOTSTRAP. Dalam proses BootStrap ini, dilakukan beberapa instruksi seperti pengecekan komponen internal pendukung kerja minimal suatu sistem komputer, seperti memeriksa ALU, CU, BUS pendukung dari MotherBoard dan Prosessor, memeriksa BIOS utama, memeriksa BIOS kartu grafik, memeriksa keadaan Memory Module, memeriksa keberadaan Secondary Storage yang dapat berupa Floopy Disk, Hard Disk, ataupun CD-ROM Drive, kemudian baru memeriksa daerah MBR (Master Boot Record) dari media penyimpanan yang ditunjuk oleh BIOS (dalam proses Boot Sequence).
Jenis-jenis:
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.
II.3 HIERARKI MEMORI
Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu :
Berapa banyak kapasitasnya?
Berapa cepat waktu accessnya?
Berapa mahal harganya?
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 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 memori di atas bersifat volatile dan memakai teknologi semikonduktor.
Magnetic disc dan Magnetic tape adalah external memory dan bersifat non-volatile.
BAB III
KESIMPULAN
Memori adalah suatu penamaan konsep yang bisa menyimpan data dan program. Dan ditambah kata internal, maksudnya adalah bahwa memori terpasang langsung pada motherboard.
Memori internal terbagi 2 :
1. RAM (random access memory)
2. ROM (read only memory)
Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat.
Hierarki memori
1. Register
2. Memori utama
3. Cache
4. Magnetic disc
5. Magneric tape.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar