Fathiah, S.T.,M.Eng Universitas Ubudiyah Indonesia fathiah@uui.ac.id MAIN MEMORY Fathiah, S.T.,M.Eng Universitas Ubudiyah Indonesia fathiah@uui.ac.id 2017

Mengenal Memory -m.erdda habiby.SST

Memory ?????? Memori adalah istilah generik bagi tempat penyimpanan data dalam komputer. Memori adalah tempat menyimpan data selama dan sebelum data diproses ke processor.

KARAKTERISTIK MEMORI KAPASITAS SATUAN TRANSFER METODE AKSES KINERJA TIPE FISIK KARAKTERISTIK FISIK

KAPASITAS Kapasitas dinyatakan dalam byte ( 1 byte 8 bit) atau word Panjang word yang umum adalah 8, 16 dan 32 bit

SATUAN TRANSFER Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dan modul memori. Ada 3 konsep dalam satuan transfer : 1. Word 2. Addressable Unit 3. Unit of Transfer

METODE AKSES Terdapat 4 jenis metode akses : Sequential Access Direct Access Random Access Associative Metode Sequential Access dan Direct Access dipakai pada memori pembantu Metode Random Access dan Associative dipakai pada memori utama

KINERJA Pada memori utama terdapat 3 buah parameter unjuk kerja : Access Time Memory Cycle Transfer Rate

TIPE FISIK Memori utama dikemas dalam sebuah Chip Dua jenis yang umum digunakan saat ini adalah : 1. Memori semi konduktor yang memakai teknologi LSI 2. Memori semi konduktor yang memakai teknologi VSLI

KARAKTER FISIK Ada 2 yaitu : Memori Volatile Memori Non Volatile

KLASIFIKASI MEMORI Memori Utama : 1. Internal : RAM, DRAM, SDRAM 2. Eksternal : ROM, PROM, EPROM, CACHE Memori Pembantu Disk magnetik, pita magnetik, floopy disk, drummagnetik, optical disk

MEMORI SEMI KONDUKTOR RANDOM ACCESS Tipe Memori Kategori Penghapusan Mekanisme Penulisan Volatilitas RAM Read –Write Read-only Electrically byte level Electrically Volatile ROM Read Only Memory Tidak Mungkin Mask Non PROM EPROM Read mostly memory Sinar Ultra Violet Flash Memory Electrically block level EEPROM

Main Memory memori utama adalah memori inti dalam suatu komputer dan merupakan media penyimpanan dalam bentuk array yang disusun word atau byte, kapasitas daya simpannya bisa jutaan susunan Setiap word atau byte mempunyai alamat tersendiri. Data yang disimpan pada memori utama ini bersifat volatile, artinya data yang disimpan bersifat sementara dan dipertahankan oleh sumber-sumber listrik, apabila sumber listrik dimatikan maka datanya akan hilang. Memori utama digunakan sebagai media penyimpanan data yang berkaitan dengan CPU atau perangkat I/O

Level Hierarki memori Register di CPU, berada di level teratas. Informasi yang berada di register dapat diakses dalam satu clock cycle CPU. Primary Memory (executable memory), berada di level tengah. Contohnya, RAM. Primary Memory diukur dengan satu byte dalam satu waktu, secara relatif dapat diakses dengan cepat, dan bersifat volatile (informasi bisa hilang ketika komputer dimatikan). CPU mengakses memori ini dengan instruksi single load dan store dalam beberapa clock cycle. Secondary Memory, berada di level bawah. Contohnya, disk atau tape. Secondary Memory diukur sebagai kumpulan dari bytes (block of bytes), waktu aksesnya lambat, dan bersifat non-volatile (informasi tetap tersimpan ketika komputer dimatikan). Memori ini diterapkan di storage device, jadi akses meliputi aksi oleh driver dan physical device.

Cara kerja memori Pada saat kita menyalakan komputer, Processor adalah device yang pertama kali bekerja. Processor ini berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz). Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah.

Tipe Memori RAM (Random Access Memory) CAM (Content Address Memory)

RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) RAM adalah sebuah perangkat yang berfungsi untuk menyimpan data.RAM bersifat sementara atau data yang tersimpan dapat dihapus.lain halnya dengan ROM.ROM mempunyai fungsi yang sama dengan RAM tetapi ROM bersifat permanent atau data yang tersimpan tidak dapat dihapus

Fungsi RAM Sebagai Pengingat Menyimpan data yang berasal dari piranti masuk sampai data dikirim ke ALU untuk diproses. Menyimpan data hasil pemrosesan ALU sebelum dikirim ke piranti keluaran. Menampung program atau intruksi yang berasal dari piranti masuk atau dari piranti pengingat sekunder

Secara konseptual RAM terbagi menjadi 4 (empat) partisi Input strorage, digunakan untuk menampung input yang dimasukan lewat alat input. · Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi yang akan diproses. · Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diproses dan hasil proses. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pemrosesan data yang akan ditampilkan ke alat output.

RAM terdiri dari sekumpulan chip. Chip-chip ini mampu untuk menampung: Data untuk diproses. Instruksi atau program, untuk memproses data. Data yang telah diproses dan menunggu untuk dikirim ke output device, secondary storage atau juga communication device. Instruksi sistem operasi yang mengontrol fungsi-fungsi dasar dari sistem Komputer.

Jenis Jenis RAM

Jenis Jenis RAM

Jenis Jenis RAM

Jenis Jenis RAM

Contoh DRAM(Dynamic RAM) DDR-SDRAM 184 pin Tegangan2.5 V

Contoh DRAM(Dynamic RAM) DDR 2 240 pin Tegangan 1.8 v

Contoh DRAM(Dynamic RAM) EDO RAM 72 pin Tegangan 2,5 volt SDRAM 168 Pin Tegangan 2.5 V

Jenis Jenis RAM

Jenis Jenis RAM

ROM

ROM(Read Only Memory) ROM adalah singkatan dari Read-Only Memory, ROM ini adalah salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya program / data yang disimpan didalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau aliran listrik di matikan. Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (piranti lunak yang berhubungan erat dengan piranti keras). Salah satu contoh ROM adalah ROM BIOS yang berisi program dasar system komputer yang mengatur / menyiapkan semua peralatan / komponen yang ada dalam komputer saat komputer dihidupkan.

Lanjutan ROM(Read Only Memory) Jenis-jenis ROM : 1. PROM (Programmable Read Only Memory) : dapat diprogram sekali saja oleh programmer 2. EPROM (Erasable Programmable ROM) atau RPROM (Reprogrammable ROM) : dapat dihapus dengan sinar ultra violet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. 3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) : dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.

Fungsi ROM menyimpan firmware. P ada perangkat komputer, sering ditemukan untuk menyimpan BIOS. Pada saat sebuah komputer dinyalakan, BIOS tersebut dapat langsung dieksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpan lebih dahulu seperti yang umum terjadi pada alat penyimpan lain selain ROM.

Jenis Jenis ROM

Jenis Jenis ROM

Jenis Jenis ROM

CAM (CONTENT ADDRESS MEMORY) Memori diakses berdasarkan isi bukan alamat Pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel CAM disebut jyga memori asosiatif

MEMORY CACHE Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama Waktu akses memori cache lebih cepat 5 – 10 kali dibandingkan memori utama

PRINSIP KERJA MEMORI CACHE Cache berisi salinan sebagian isi memori utama Pada saat CPU membaca sebuah word memory, dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word berada berada di cache Jika word berada di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses HITT Jika tidak ada, maka blok memori utama yang terdir idari sejumlah word tetap akan diletakkan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirim ke CPU

ELEMEN-ELEMN RANCANGAN CACHE Ukuran Cache Fungsi Pemetaan Algoritma Penggantian Ukuran Blok

UKURAN CACHE Disesuaikan kebutuhannya dalam membantu kerja memori utama Semakin besar ukuran cache, maka semakin besar pula jumlah gerbang yang terdapat dalam pengalamatan cache, yang mengakibatkan cache berukuran besar akan lebih lambat dari cache yang berukuran kecil Ukuran cache antara 1 K sampai 512 K

FUNGSI PEMETAAN (MAPIPING) 1. PEMETAAN LANGSUNG Memetakan masing0masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Fungsi pemetaan mudah diimplementasikan dengan menggunakan alamat Cache diakses dengan menggunakan alamat memori utama dianggap terdiri tiga fiels yaitu tag, line dan word Kekurangan terdapat pada lokasi cache yang tetap bagi sembarang blok-blok yang diketahui

2. PEMETAAN ASOSIATIF Mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache. Cache control logic menginterpretasikan alamat memori hanya sebagai sebuah field tag dan field word. Terdapat fleksibilitas penggantian blok ketika sebuah blok di baca ke dalam cache Kekurangannya adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh salura cache secara paralel

ALGORITMA PENGGANTIAN Digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru Ada 2 metode 1. Write- through 2. Write-Back

1. Write-Through Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Keunggulannya salinan data di memori utama dan cache tetap Kelemahannya pada proses Write memrlukan jumlah waktu sama dengan proses MISS

2. Write-Back Melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache Keunggulannya proses Update word tidak terbatas Kelemahannnya salinan data di memori utama tidak tetap / konsisten selama data termodifikasi benar-benar ada di memori utama

IMPLEMENTASI MEMORI UTAMA 1. Memori Stack Merupakan struktur data tidak tetap yang kembali dan digunakan untuk menyimpan parameter yang dilalui alamat dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika 2. Memori Modular Dalam sistem modular RAM dipisah menjadi modul-modul yang berbeda yaitu MAR dan MBR Penggunaan memori modular biasanya pada sistem pipeline dan prosesor array

3. Memori Virtual Prinsip dasr memori virtual adalah mengalamati ruang penyimpanan logikal yang secara fisik lebih besar dari daripada ruang penyimpanan riil

MEMORI PEMBANTU (AUXILIARY MEMORY) Bersifat mom-volatile yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU Yang termasuk memori pembantu adalah 1. Pita Magnetik 2. Disk Magnetik 3. Floopy Disk

PITA MAGNETIK Merupakan suatu lajur plastik tipis, lebar ½ inchi, yang dilapisi dengan medium perekaman magnetik Biasa terbagi menjadi 7/9 track panjang pita Kerapatan rekaman (bpi) yaitu 800,1600 dan 6250 bpi Terdapat satu bit paritas untuk pendeteksian kesalahan

DISK MAGNETIK Merupakan sebuah lembaran platter Terdiri atas sebuah kendali disk (interface) dan satu atau lebih disk (platter) Proses penulisan ke disk yaitu disk drive akan menimbulkan kemagnetan pada titik di atas permukaan disk yang secara langsung di bawah head Proses pembacaan dan disk head diatur agar dapat mendeteksi perubahan arah kemagnetan

Organisasi disk yaitu 1. Track : sejumlah lingkaran yang konsentris 2. Sektor : pembagian permukaan disk secara belahan yang mempunyai ukuran yang sama 3. Silinder : dibentuk oleh track-track yang berhubungan pada setiap permukaan

FLOOPY DISK Merupakan lembaran datar yang tipis dan fleksibel Hampiran sama dengan harddisk tetapi kapasitas penyimpanannya lebih rendah

REMOVABLE VS PERMANEN Memori Removable Memori yang elemen aktifnya dapat dikeluarkan dari hardware sistem. Contohnya : Disket Memori Non Removable Memori yang elemen aktifnya tidak dapat dikeluarkan dari hardware sistem. Contohnya : RAM dan hard disk

DESIGN MEMORI A. Kecepatan Memori Lawan Kecepatan CPU Awal tahun 1960 –1980, kecepatan memori dan CPU meningkat, namun rasio keseluruhan antara keduanya relatif. Pada era ini kecepatan memori biasanya kurang lebih 10 kali lebih lambat dari kecepatan CPU. CDC 6600, 76000, CRAY 1 dan CRAY X-MP untuk super komputer waktu akses memorinya 10 sampai 14 kali waktu siklus CPU VAX 11/780, 8600 dan 8700 untuk mini komputer waktu akses memorinya 4 sampai 7 kali siklus CPU.

Pertengahan tahun 1980, kecepatan CPU jauh meningkat hingga 50 kali kecepatan memori, contoh CRAY Keuntungan dari perubahan ini adalah : Memori besar umumnya memerlukan hardware khusus untuk mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, yang menambah waktu akses memori efektif. CPU yang paling cepat merupakan pipelined

B. Ruang Alamat Memori Semakin besar ruang alamat memori yang disediakan maka akan semakin baik namun harus diperhatikan pula bahwa dalam perubahan tersebut tidak harus merubah secar keseluruhan dan mendasar daripada arsitektur yang telah dibangun.

C. Keseimbangan Antara Kecepatan Dan Biaya Sifat dari teknologi memori 1. Harga unitnya turun dengan sangat cepat, sedangkan kecepatannya secara perlahan meningkat. 2. Adanya berbagai kecepatan dan biaya dalam peralatan memori.

Macam-macam memory Berdasarkan kecepatan aksesnya dapat dibuat hirarki memori seperti pada table 1.1. berikut.

Register Memori Merupakan jenis memori dimana kecepatan akses yang paling cepat, Memori ini terdapat pada CPU/Processor. Contoh : Register Data, Register Alamat, Stack Pointer Register, Memory Addresss Register, I/O Address register, Instruction Register , dll.

Cache Memori Merupakan Memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal daripada memori utama. Cache memory ini ada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditingkatkan.

Lanjutan Cache Memori Cache Memory ini ada dua macam yaitu : Cache Memory yang terdapat pada internal Processor , chace memory jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa terlihat pada Processor yang berharga mahal seperti P4,P3,AMD-Athlon dll, semakin tinggi kapasitas Chace memori L1 maka semakin mahal dan semakin cepat Processor. Chace Memory yang terdapat diluar Processor, yaitu berada pada MotherBoard, memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat chache memori jenis pertama ( yang ada pada internal Processor). Semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat. Hal ini bisa kita lihat pada Motherboard dengan beraneka ragam kapasitas chace memory yaitu 256kb, 512kb, 1Mb, 2Mb dll.

Memori Sekunder Merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Contoh: Hardisk,Floppy Disk dll

Hubungan antar memory Hubungan Harga : Semakin kebawah adalah harganya semakin murah. (Harga dihitung berdasarkan rupiah per bit data disimpan). Hubungan Kapasitas : Semakin keatas umumnya kapasitasnya semakin terbatas. Hubungan frekuensi pengaksesan : Semakin keatas semakin tinggi frekuensi pengaksesan.