Sistem memory Semikonduktor A. Konsep Dasar Memory adalah perangkat keras yang khas yang digunakan untuk menyimpan data atau informasi dan dapat dibaca atau diambil kembali saat diperlukan. Ukuran maksimum memory yang dapat digunakan pada tiap komputer ditentukan oleh skema pengalamatan. Misalnya, komputer 16 bit yang menghasilkan alamat 16 bit mampu melakukan pengalamatan hingga 216 = 64K lokasi memory.

Gambar Koneksi memori ke Prosesor

B. Memory RAM Semikonduktor Memory semikonduktor tersedia dalam rentang kecepatan yang luas. Waktu siklusnya berada pada rentang 100 ns hingga kurang dari 10 ns. Pada saat diperkenalkan pertama kali pada akhir tahun 1960-an, memory tersebut jauh lebih mahal daripada memori magnetic- core. Karena perkembangan teknologi VLSI (very large scale integration) yang sangat cepat, biaya memory semikonduktor telah menurun secara dramatis.

Memory RAM Semikonduktor 1. Organisasi Internal Chip Memory Sel memory biasanya diatur dalam bentuk array, dengan tiap sel dapat menyimpan satu bit informasi. Organisasi yang mungkin diilustrasikan pada gambar di bawah. Tiap baris terdiri dari word memory, dan semua sel baris dihubungkan, write dengan dua jalur bit. Sirkuit sense/write dihubungkan ke jalur input/output data pada chip. Selama operasi read, sirkuit merasakan atau membaca, informasi yang disimpan dalam sel yang dipilih oleh jalur word dan mentransmisikan informasi ini ke jalur data output. Selama operasi write, sirkuit sense/write menerima informasi input dan menyimpannya dalam sel word yang dipilih.

Gambar Organisasi chip memory 1K X 1

Memory RAM Semikonduktor 2. Memory Statik Memory yang terdiri dari sirkuit yang dapat mempertahankan keadaannya selama memperoleh daya dikenal sebagai memory statik. a. Operasi Baca Untuk membaca keadaan sel SRAM, jalur word diaktifkan untuk menutup switch T1 dan T2. Jika sel tersebut berada pada keadaan 1, maka sinyal pada jalur bit b adalah high dan sinyal pada jalur bit b adalah low. Kebalikannya benar jika sel berada pada keadaan 0.

b. Operasi Tulis Keadaan sel di-set dengan meletakkan nilai yang tepat pada jalur bit b dan komplemennya pada b, dan kemudian mengaktifkan jalur word. Hal ini memaksa sel ke keadaan yang tepat. Sinyal yang diminta pada jalur bit dihasilkan oleh sirkuit sense/write. Group 4 PTIK 09

Gambar Sel RAM statik Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor 3. Dram Asyncronous Statik RAM cepat, tetapi mahal karena selnya memerlukan beberapa transistor. RAM yang tidak begitu mahal dapat dipakai jika digunakan sel yang lebih sederhana. Akan tetapi, sel semacam itu tidak mempertahankan keadaannya dalam jangka waktu tak terbatas, karenanya sel itu disebut Dynamic RAM (DRAM). 4. Dram Syncronous Pengembangan yang lebih baru dalam teknologi memory telah menghasilkan DRAM yang operasinya disinkronisasikan langsung dengan sinyal clock. Memory semacam itu dikenal sebagai Syncronous DRAM (SDRAM). Group 4 PTIK 09

Gambar DRAM Syncronous Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor 5. Struktur Memory Yang Lebih Besar Sistem Memory Dinamik Komputer modern menggunakan memory yang sangat besar, bahkan personal komputer kecil setidaknya memiliki 32M byte memory. Workststion biasa setidaknya memiliki 128M byte memory. Memory yang besar menghasilkan performa yang lebih bagus karena lebih banyak program dan data yang digunakan dalam pengolahan dapat disimpan dalam memory tersebut, sehingga mengurangi frekuensi pengaksesan informasi dalam penyimpanan sekunder.

Memory RAM Semikonduktor 6. Pertimbangan Sistem Memory Pilihan chip RAM untuk aplikasi tertentu tergantung pada beberapa faktor. Yang paling penting diantara faktor-faktor tersebut adalah biaya, kecepatan, disipasi daya, dan ukuran chip.

a. Kontroller Memory Untuk mengurangi jumlah pin, chip memori dinamik menggunakan b. Refresh Overhead Perhatikanlah SDRAM yang selnya diatur dalam 8K(=8192) baris. Misalkan diperlukan empat clock cycle untuk mengakses(membaca) tiap baris. Maka diperlukan 8192X4= 32.768 cycle untuk merefresh semua baris.

Memory RAM Semikonduktor 7. Memori Rambus Rambus memerlukan chip memory yang didesain secara khusus. Chip ini menggunakan array sel berbasis pada teknologi DRAM standar. Banyak bank array sel digunakan untuk mengakses lebih dari satu word pada satu waktu. Sirkuit yang diperlukan untuk antar muka ke saluran rambus disertakan pada chip. Chip semacam ini dikenal sebagai Rambus DRAM (RDRAM).

C. Read- Only Memory Chip SRAM dan DRAM volatile, artinya chip tersebut kehilangan informasi yang disimpannya jika daya di-off. Terdapat banyak aplikasi yang memerlukan perangkat memory yang mempertahankan informasi tersimpan jika daya di-off. Misalnya dalam komputer biasa drive harddisk digunakan untuk menyimpan sejumlah besar informasi, termasuk software sistem operasi. Pada saat komputer di-on, software sistem operasi harus di-load dari disk ke dalam memory.

JENIS-JENIS ROM 1.PROM (Programmable Read Only Memory) PROM adalah salah satu jenis ROM, merupakan alat penyimpan berupa memory (memory device) yang hanya bisa dibaca isinya. Prom memang tergolong memory non-volatile artinya program yang tersimpan didalamnnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan. 2.EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) EPROM adalah jenis chip memory yang dapat ditulisi program secara elektris. Program atau informasi yang tersimpan di dalam EPROM dapat dihapus bila terkena sinar ultraviolet dan dapat ditulisi kembali.

3.EEPROM adalah komponen yang banyak digunakan dalam komputer dan peralatan elektronik lain untuk menyimpan konfigurasi data pada peralatan elektronik tersebut. Kapasitas atau daya tampung simpan datanya sangat terbatas. EEPROM memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan EPROM. EEPROM dapat dihapus secara elektris menggunakan sinar ultaraviolet, sehingga proses penghapusannya lebih cepat dibandingkan EPROM. 4.MEMORY FLASH Flash Memory yang dikenal pula dengan sebutan memory flash, adalah memory sejenis EEPROM yang memberikan banyak lokasi memory untuk dihapus atau ditulisi dalam suatu opersi pemrograman. Group 4 PTIK 09

D. Kecepatan, Ukuran, dan Biaya Memory ideal sebaiknya cepat, besar, dan murah. Memory yang sangat cepat dapat diterapkan jika digunakan chip SRAM. Sekalipun unit memory dinamik dalam rentang ratusan megabyte dapat diterapkan pada biaya yang masuk akal, namun ukuran yang dapat dicapai masih kecil dibandingkan dengan tuntutan program besar dengan data yang lebih besar. Group 4 PTIK 09

Gambar Hierarki Memori Group 4 PTIK 09

Level berikutnya dalam hierarki disebut memory utama Level berikutnya dalam hierarki disebut memory utama. Memory yang agak besar ini diimplementasikan menggunakan komponen memori dinamik, biasanya dalam bentuk SIMM, DIMM, atau RIMM. Memory utama lrbih nbesar tetapi secara signifikan lebih lambat dari pada memory cache. Pada komputer biasa, waktu akses untuk memory utama sekitar sepuluh kali lebih lama daripada waktu akses untuk cache L1. Selama eksekusi program, kecepatan akses memory adalah yang paling penting. Kunci mengatur operasi sistem memory hierarkis adalah membawa data dan instruksi yang akan digunakan kemudian sedekat mungkin dengan prosessor.