Nama : Septi Arnita
NPM : 16110450
Kelas : 4KA24
ARSITEKTUR SISTEM MEMORI
Sistem Memori
adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang
menunggu untuk dieksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh insruksi
(perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ).
Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya
dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana
setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang
ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh
komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer
hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan di dalam
memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal selamanya. Setiap kali
memori penuh, maka data yang ada dapat dihapus sebagian ataupun seluruhnya
untuk diganti dengan data yang baru.
Karakteristik sistem-sistem memori secara
umum:
1. Lokasi
a. CPU
Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk
semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.
b. Internal
(main)
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
c. External
(secondary)
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.
2. Kapasitas
a. Ukuran
word : Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam
bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
b. Banyaknya
word : Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.
3. Satuan
Transfer
Satuan transfer
sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori.
Konsep satuan transfer adalah :
a. Word,
merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan
jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
b. Addressable
units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat
sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan
antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.
c. Unit
of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada
suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu
word, yang disebut dengan block.
4. Metode
Akses
Terdapat empat
jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:
a. 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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
5. Kinerja
Terdapat tiga
buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :
a. 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
b. 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.
c. 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 sbb.:
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)
6. Tipe
Fisik
Ada dua tipe
fisik memori, yaitu :
a. Memori
semikonduktor
Memori
ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini
banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.
b. Memori
permukaan magnetik
Memori
ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita
magnetik.
7. Karakteristik
Fisik
Ada dua kriteria
yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
a. 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.
b. 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.
8. Hirarki
Memori
Tiga pertanyaan
dalam rancangan memori, yaitu : Berapa banyak? Hal ini menyangkut kaspasitas. Berapa
cepat? Hal ini menyangkut waktu akses, dan berapa mahal yang menyangkut harga?
Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb:
a. Semakin
kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
b. Semakin
besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
c. 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. Sedangkan 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 sebagai
berikut :
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 hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat
memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara
keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori
besar terpenuhi.
TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI
Terdapat 2
teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :
a. Memori
Magnetic Core (tahun 1960)
Sel
penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk
donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja. Para
pembuat (pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan
sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori).
b. Memori
Solid State
Komputer
yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :
§
CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube
(tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.
§
Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya
60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)