INTERNAL MEMORY Nama Anggota: Muhammad Ganang Mubarok(H1D016030) Faisal Maruf Musyafa(H1D016032) Wafa Zuhdi Pradipta(H1D016034) Leo Aditya Caesar(H1D016040) Perdana Kurnia Murpradika(H1D016042) Fariz Sidiq(H1D016043) Albab Galang Rahandhika(H1D016044) Miftakhul Ilham Akbar(H1D016045) Agus Zaenul Isdihad Amin(H1D016048)

Karakteristik Sistem Memory

Karakteristik Sistem Memori Sistem memori adalah komponen-komponen elektronik yang perintah - perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh instruksi ( perintah ) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum: 1. Lokasi 2. Kapasitas 3. Satuan Transfer 4. Metode Akses 5. Kinerja 6. Tipe Fisik 7. Karakter Fisik

Lokasi Ada 3 lokasi keberadaan memori dalam sistem komputer: - "CPU" , memori ini built-in berada dalam CPU ( Mikroprosesor )dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU, memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor - "Internal" , 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" , 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. Kapasitas - Ukuran word Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word. - Jumlah word Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

Satuan Transfer - Word , merupakan satuan “alami” organisasi memori Satuan Transfer - Word , merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi. - Block , adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word,

Metode Akses Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, yaitu: - 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 3 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 sebagai berikut : 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)

Tipe Fisik - Semikonduktor Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM. - Magnetik Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

Karakter Fisik - 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.

MEMORI UTAMA SEMIKONDUKTOR

PENGERTIAN MEMORI Memori adalah komponen laptop atau computer yang berfungsi sebagai media penyimpanan data. Perangkat hardware ini mengolah data dan intruksi, semakin besar memori semakin banyak data maupun intruksi yang dapat diolah. Data yang disimpan dalam memori bersifat sementara karena data yang disimpan didalamnya akan tersimpan selama computer tersebut masih dialiri daya. Ketika computer itu diriset atau dimatilan, data yang disimpan dalam memori akan hilang.

PENGERTIAN MEMORI SEMIKONDUKTOR Memori semikonduktor adalah memori computer yang terbuat dari bahan semikonduktor perangkat penyimpanan data elektronik ini biasanya diimplementasikan ke sebuah semikonduktor berbasis sirkuit terpadu (IC). Berdasarkan kemampuannya dalam menahan data saat tidak ada tegangan memori semikonduktor dibedakan menjadi non-volatile dan volatile. Non-volatile sendiri adalah kemampuan memori semikonduktor untuk menyimpan data dalam perangkat bahkan saat komputer sudah tidak dialiri daya atau dengan kata lain komputer sudah dalam keadaan mati. Sedangkan volatile adalah ketidakmampuan memori menhan data atau dengan kata lain data akan hilang ketika komputer dimatikan.

JENIS-JENIS MEMORI SEMIKONDUKTOR Secara umum memori semikonduktor dibagi dalam beberapa bagian yaitu: 1.Fungsi Memori Baca-Tulis Memori ini adalah memori utama dalam komputer, tugasnya adalah menyediakan tempat untuk pengolahan data dalam CPU. Memori Baca-Tulis yang biasanya digunakan dikenal dengan nama RAM. Tujuan utamanya adalah kecepatan pengolahan process, data-data yang dieksekusi adalah data sementara yang harus diolah oleh CPU, bukan untuk menyimpan data secara permanen. Tempat penyimpanan data di dalam RAM tidak hanya dapat ditulisi dan dibaca sesuai yang kita inginkan tetapi juga digunakan untuk penyimpanan variable-variabel dan hasil-hasil sementara dari suatu proses. Memori Hanaya Dibaca ROM (Read Only Memori) adalah memori semikonduktor yang diciptakan dengan isi yang tidak dapat dirubah. Perubahan program bagian tidak mungkin dilakukan di dalam memori jenis ini. ROM biasnya juga berisi program yang dapat dipakai secara umum misalnya karakter Generator, Dekoder atau fungsi-fungsi lain yang lazim dipakai. Jenis memori ini tidak memungkinkan diisi program oleh pengguna. Keuntungannya data tidak akan berubah atau hilang meski listrik mati, terkena virus, dan lain-lain.

2.Cara Akses Memori Akses Acak RAM (Random Access Memory) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif. Memori Akses Seri Serial/Sequential Access Memory (SAM) adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses secara seri atau secara berurutan atau sekuensial. Artinya jika pada sutau waktu akses berada pada suatu lokasi alamat “n” lalu ingin melanjutkan melakukan akses ke lokasi alamat “n+5” maka ia harus melalui akses alamat “n+1” sampai dengan alamat “n+4” baru masuk ke alamat “n+5”.

3.Jenis Sel Memori Statis RAM Static Random Access Memory (SRAM) adalah jenis memori semikonduktor semi volatile. Kata static menunjukkan bahwa SRAM hanya dapat memegang isinya selama listrik masih berjalan. SRAM didesain menggunakan transistor tanpa kapasitor sehingga tidak membutuhkan refresh secara periodic karena adanya kebocoran daya. SRAM menggunakan “bistable flip-flops” untuk menyimpan data dalam bit. Setelah ditulis dalam SRAM sehingga digunakan sebagai komponen memori utama diberbagai perangkat elektronik. Dinamin RAM DRAM (Dtnamic Random Access Memory) merupakan jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Dalam strukturnya DRAM hanya memerlukan datu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki tingkat kepadatan yang tinggi. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapsitor itu disegarkan secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membutnya sangat dinamis. Memori DRAM itu mudah “menguap” karena kehilangan datanya bila kehilangan aliran listrik.

4.Teknoogi Bipolar Memory Bipolar memory adalah memori komputer yang memakai IC bipolar sebagai bagian dari memorinya. Dengan menggunakan bipolar memori itu berarti komputer menggunakan 2 buah multi Emitter Transistor. Memori bipolar hampir tidak mempunyai penundaan waktu tulis dan waktu baca, tetapi mempunyai kelemahan karena setiap bit yang tersimpan menimbulkan kerugaian daya yang relative besar, karena satu diantara dua transistor aktif (ON). MOS Memory MOS (Metal Oxide Semikonduktor) adalah transistor yang banyak digunakan karena kerapatan (kepadatan) yang tinggi yang memungkinkan penempatan dari fungsi yang jauh lebih banyak satu serpihan dengan ukuran tertentu dibandingkan dengan menggunakan rangkaian bipolar.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN MEMORI SEMIKONDUKTOR Dapat menyimpan data dengan mudah dan praktis. Membuat penyimpanan data tidak memerlukan banyak tempat. Memori seperti flashdisk mudah dibawa kemana-mana. Ukuran memori yang kecil dapat menampung data yang sangat besar sesuai kapasitas memori. Bentuk, jenis, kapasitas, dan ukuran beragam sesuai yang kita butuhkan. -Kekurangan: Harga memori terlalu mahal. Penggunaan memori sulit dipahami oleh orang awam. Data dapat hilang bila memori rusak atau terkena virus dan sebagainya.

PERANAN DARI MEMORI UTAMA Address bus pertama kali mengontak computer yang disebut memori. Yang dimaksud dengan memori disini adalah suatu kelompok chip yang mampu untuk menyimpan instruksi atau data. CPU sendiri dapat melakukan salah satu dari proses berikut terhadap memori tersebut, yaitu membacanya (read) atau menuliskan/menyimpannya (write) ke memori tersebut. Memori ini diistilahkan juga sebagai Memori Utama. Tipe chip yang cukup banyak dikenal pada memori utama ini DRAM ( Dinamic Random Access Memory ). Kapasitas atau daya tampung dari satu chip ini bermacam-macam, tergantung kapan dan pada komputer apa DRAM tersebut digunakan.

Memori dapat dibayangkan sebagai suatu ruang kerja bagi komputer dan memori juga menentukan terhadap ukuran dan jumlah program yang bias juga jumlah data yang bias diproses. Memori terkadang disebut sebagai primary storage, primary memory, main storage, main memory, internal memory. Ada beberapa macam tipe dari memori komputer, yaitu : 1. Random Access Memory ( RAM ). 2. Read Only Memory ( ROM ). 3. CMOS Memory. 4. Virtual Memory.  

CACHE MEMORY

CHACE MEMORY Cache umumnya menggunakan memori statik yang mahal harganya, sedangkan memori utama menggunakan memori dinamik yang jauh lebih murah. Disini kami mencoba akan menerangkan apa itu cache memory.

KONSEP DASAR CACHE Cache dapat dikatakan sebagai sebuah memory yang berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi dan lebih mahal jika dibandingkan dengan memory utama dilihat dari segi komersialnya. Cache ini berada diantara memori utama dan register pemroses, yang fungsinya agar pemroses tidak langsung mengacu pada kepada memory utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya lebih tinggi. Metode ini akan meningkatkan kinerja system.

KONSEP DASAR CACHE Lebih banyak cache dalam suatu komponen computer akan lebih baik karena cache memory akan meningkatkan kinerja computer, akan tetapi biasanya cache pada CPU dan hard drive tidak dapat diupgrade menjadi lebih banyak. Contoh yang dapat dilihat misalnya adalah pada CPU Pentium II terdapat 512 KiloByte cache, dan pada hard drive IBM 9LZX SCSI terdapat 4 MegaBytes cache. Data akan melewati cache memory dahulu sebelum menuju komponen yang akan menggunakannya (missal CPU). Cache juga merupakan salinan dari sebagian memory utama.

FUNGSI CACHE MEMORI Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor. Dalam Internet sebuah proxy cache dapat mempercepat proses browsing dengan cara menyimpan data yang telah diakses di komputer yang berjarak dekat dengan komputer pengakses.

CARA KERJA CACHE MEMORI Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan, prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja komputer secara keseluruhan.

CARA KERJA CACHE MEMORI Dengan kata lain memory chace sangatlah membantu performa kecepatan dari processor sehingga tidek perlu waktu lama untuk menjalan sebuah atau bahkan lebih dari satu program. Dan Secara umum, Processor dapat mengakses Cache lebih cepat daripada mengakses memori biasa (non-cache). Jadi, Processor tidak perlu menunggu terlalu lama untuk memproses instruksi. Kalau tidak perlu menunggu, artinya kerja processor lebih efisien.

KARAKTERISTIK CACHE Cache secara umum terbagi menjadi beberapa jenis, seperti L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Secara jumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi atau satu dalam paket di dalam modul yang sama pada prosesor. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor, L2 memori yang memiliki urutan kecepatan kedua microprosesor dan L3 memiliki ukuran lebih besar dibandingkan L1 dan L2 namun kecepatan transfernya lebih lama dari L1 dan L2 cache, L3 berguba ketika terdapat cache yang hilang “missing” pada cache L1 dan L2.

KARAKTERISTIK CACHE letak L1 cache sudah menyatudengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor). Sedangkan letak letak L2 cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu dengan keping prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cachedengan memori utama (RAM). Sedangkan L3 cache belum diimplementasikansecara umum pada semua jenis prosesor. Hanya prosesor-prosesor tertentu yangmemiliki L3 cache. Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory nonintegrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah). Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory integrated, on-chip,atau on-die(integrated artinya bersatu/menyatu/ tergabung, on-chip artinya ada padachip).

KESIMPULAN Cache memori merupakan memori yang memiliki kecepatan sangat tinggi, digunakan sebagai perantara antara Main Memori dan CPU. Memori ini mempunyai kecepatan lebih tinggi dari Main Memori, namun harganya lebih mahal. Cache Memori digunakan untuk menjembatani perbedaan kecepatan CPU yang santat tinggi dengan kecepatan RAM yang jauh lebih rendah. Dengan menggunakan cache memori, sejumlah data dapat dipindahkan ke memori ini dalam sekali waktu, dan kemudian ALU akan mengambil data tersebut dari memori ini. Dengan pendekatan seperti ini, pemrosesan data dapat dilakukan lebih cepat dari pada kalau CPU mengambil data secara langsung dari RAM.

ORGANISASI DRAM TINGKAT LANJUT

A. Bentuk diagram blok dasar memori utama masih berupa keping DRAM. - Keping DRAM tradisional memiliki kendala dalam hal arsitektur internal, olah interface, dan interface untuk bus memori prosesor. d DRAM - Arsitektur DRAM baru yang paling sederhana  enhanced DRAM (EDRAM) - Dibuat oleh Ramtron [BOND94]. EDRAM mengintegrasikan cache SRAM yang kecil pada keping DRAM generik. - EDRAM mencakup beberapa feature lainnya yang dapat meningkatkan kinerja.

C. Cache DRAM D. Synchronous DRAM - Cache DRAM (CDRAM)  dibuat oleh Mitsubishi [HIDA90] = EDRAM. - CDRAM mencakup cache SRAM cache SRAM yang lebih besar dari EDRAM (16 vs 2 kb). D. Synchronous DRAM - Pendekatan yang berbeda  meningkatkan kinerja DRAM  synchronous DRAM (SDRAM) - SDRAM  bertukar data dengan prosesor yang disinkronkan dengan signal pewaktu eksternal dan bekerja dengan kecepatan penuh bus prosesor/memori tanpa mengenal keadaan wait. - Dengan menggunakan akses sinkron. DRAM memindahkan data ke dalam dan keluar di bawah kontrol waktu sistem.

Gambar Synchronous Dynamic RAM (SDRAM) [PRZY94]

E. Rambus DRAM - RDRAM  menggunakan pendekatan terhadap masalah memory-bandwidt yang lebih revolusioner. - Keping-keping RDRAM dikemas secara vertikal dengan seluruh pin-nya di salah satu sisi. - Bus DRAM khusus memberikan alamat dan informasi kontrol dengan menggunakan protokol berorientasi blok yang asinkron. D. Ram Link - Perubahan yang paling radikal dari DRAM tradisional  produk Ramlink [GJES92]  dibuat IEEE yang disebut Scalable Coherent Interface (SCI). - RamLink berkonsentrasi pada interface prosesor/memori dibandingkan pada arsitektue internal keping DRAM. - RamLink adalah memory interface yang memiliki koneksi point- point yang disusun dalam bentuk cincin.