4. Bentuk dan Phisik Memory

Presentasi berjudul: "4. Bentuk dan Phisik Memory"— Transcript presentasi:

1 4. Bentuk dan Phisik Memory

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

3 Karakteristik Sistem Memori (secara umum)
Lokasi  CPU  Internal (main)  External (secondary) Kapasitas  Ukuran word  Banyaknya word Satuan Transfer  Word  Block Metode Akses  Sequential access  Direct access  Random access  Associative access Kinerja  Access time  Cycle time  Transfer rate Tipe Fisik  Semikonduktor  Permukaan magnetik Karakteristik Fisik  Volatile/nonvolatile  Erasable/nonerasable Organisasi Catatan: Bagi pengguna dua karakteristik penting memori adalah Kapasitas, Kinerja.

4 Lokasi Memori Ada tiga lokasi keberadaan memori di dalam sistem komputer, yaitu: Memori lokal Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor), Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU, Memori ini disebut register. Memori internal Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer, Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga 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 Memori eksternal Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU, Diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. 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.

5 Kapasitas Memori Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit. Kapasitas memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word. Panjang word umum adalah 8, 16, dan 32 bit. Kapasitas memori eksternal biasanya dinyatakan dalam byte.

6 Satuan Transfer (Unit of Transfer)
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Bagi memori internal (memori utama), satuan transfer merupakan jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Bagi memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word, dalam hal ini dikenal sebagai block. Word Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi, kecuali CRAY-1 dan VAX. CRAY-1 memiliki panjang word 64 bit, memakai representasi integer 24 bit. VAX memiliki panjang instruksi yang beragam, ukuran wordnya adalah 32 bit. Addressable Units Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Hubungan antara panjang suatu alamat (A) dengan jumlah addressable unit (N) adalah 2A = N

7 Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, sbb.:
Metode Akses Memori Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, sbb.: Sequential Access Direct Access Random Access Associative Access

8 Sequential Access Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Akses 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.

9 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. Akses dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.

10 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.

11 Associative Access Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

12 Kinerja Memori Ada tiga buah parameter untuk kinerja sistem memori,yaitu: Waktu Akses (Access Time) Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu. Waktu Siklus (Cycle Time) 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.

13 Laju Pemindahan (Transfer Rate)
Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus). Bagi non-RAM, berlaku persamaan sbb.: TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis sejumlah N bit. TA = Waktu akses rata-rata N = Jumlah bit R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

14 Ada dua tipe fisik memori, yaitu :
Memori semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM. Memori permukaan magnetik, memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

15 Karakteristik Fisik Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu: Volatile dan Non-volatile Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. 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.

16 Organisasi Yang dimaksud dengan organisasi adalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik.

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

18 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.

19 Register terbagi menjadi beberapa kelas:
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer). Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori. Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus. Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point). Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya. Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD. Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register. Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.

20 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.

21 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.

22 Memory Utama Memori yang berfungsi untuk menyimpan data dan program. Jenis Memori Utama : RAM(Random Access Memory) ROM(Read Only Memory)

23 RAM (Random Access Memory)
Adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Asumsi RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang

24 NV-RAM atau Non-Volatile RAM DRAM atau Dynamic RAM
Tipe Umum RAM SRAM atau Static RAM NV-RAM atau Non-Volatile RAM DRAM atau Dynamic RAM EDO RAM atau Extended Data Out DRAM SDRAM atau Synchronous DRAM DDR-SDRAM atau Double data rate Synchronous RAM DDR 2 Beberapa jenis RAM. Dari atas ke bawah: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM, DDR DIMM.

25 SRAM(Static Random Access Memory)
Memori akses acak statik (Static Random Access Memory, SRAM) adalah sejenis memori semikonduktor. JENIS SRAM Berdasarkan jenis transistor : bipolar (sekarang tidak banyak digunakan: mengkonsumsi banyak listrik namun sangat cepat) Complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) (jenis paling umum) Berdasarkan fungsi : Asynchronous (independent of clock frequency, data-in and data out are controlled by address transistion). Synchronous (all timings are initiated by the clock rise/fall time. Address, data-in and other control signals are associated with the clock signals)

26 NV-RAM (Non-Volatile RAM)
NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) merupakan sebuah jenis memori komputer dengan akses acak (RAM) yang umumnya digunakan untuk menyimpan konfigurasi yang dilakukan oleh firmware, seperti BIOS, EFI atau firmware-firmware lainnya pada perangkat embedded, semacam router. Umumnya, NVRAM dibuat dengan teknologi manufaktur CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) sehingga daya yang dibutuhkannya juga kecil.Untuk menghidupinya agar data yang disimpan tidak hilang, NVRAM menggunakan sebuah baterai Litium dengan nomor seri CR-2032. Data yang tersimpan pada NVRAM tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan (bersifat permanen), hal ini berbeda dengan Volatile RAM

27 DRAM(Dynamic RAM) Random akses memori dinamis (DRAM) merupakan jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain. Next slide Contoh DRAM :

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

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

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

31 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.

32 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.

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

34 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.

35 PERTANYAAN

36 Pertanyaan Apa itu memory Sebutkan dan jelaskan Macam-macam memory Sebutkan dan jelaskan macam-macam main memory Sebutkan dan jelaskan hubungan antar memory