Sistem komputer : Hirarki dan karakteristik memori

HIRARKI DAN KARAKTERISTIK MEMORI

Hirarki memori dalam arsitektur komputer adalah sebuah pedoman yang di lakukan oleh para perancang demi menyerakan kapasitas, waktu akses dan harga memori untuk tiap bitnya. Hirarki memori itu sendiri terbagi menjadi dua macam, yakni:a.Hirarki Tradisionalb.Hirarki Memori kontemporer
 berikut gambar Hirarki Memori Tradisional

Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum:1. Lokasi2. Kapasitas3. Satuan Transfer4. Metode Akses5. Kinerja6. Tipe Fisik7. Karakter FisikBerikut adalah penjelasannya:

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. 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.

SUMBER : http://nugroho-ahmad.blogspot.com/
                   http://maswidhy.blogspot.com/
                   http://istanateknologi.blogspot.com/2012/12/memory-pada-komputer.html
                   http://santipurwaningrum.wordpress.com/2012/10/21/makalah-internal-memory/
                  GOOGLE IMAGE

                  http://zonanyasyamsul.blogspot.co.id/2014/10/karakteristik-sistem-memori.html

Soal Latihan

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan memori?

2. Jelaskan apa perbedaan antara RAM dan ROM!

3. Sebutkan hirarki dari sistem memori!

4. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan Outboard Storange?

5. Sebutkan jenis-jenis dari inboard memori!

Jawaban

1. Memory adalah Perangkat Keras (Hardware) yang berfungsi mengolah data dan intruksi.Semakin besar memori yang di sediakan,semakin banyak data maupun intruksi yang dapat di olahnya.

Memory berfungsi sebagai media penyimpanan data,Kecuali memory sekunder (harddisk),memory juga menyimpan instruksi komputer dari program yang sedang di jalankan.Ada beberapa jenis memory berdasarkan tingkat kecepatannya:

1. Register
2. cache memory
3. main memory
4. memory sekunder

2. ROM kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random). ROM berbeda dengan RAM. Perbedaan diantara keduanya antara lain:




 ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’.

Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off).

ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off).

ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit

3.  Hierarki Memori atau Memory Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah sebuah pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses, dan harga memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.

         Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah, memori dapat mengalami hal-hal berikut:

• Peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat)
• Peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas semakin kecil)
• Peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh, semakin ke atas semakin dekat)
• Penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin murah, semakin ke atas semakin mahal)

4. Outboard Storage adalah penyimpanan yang memiliki kapasitas lebih besar dari pada inboard memori, dan bersifat non-voltaile, serta digunakan dalam kurun waktu tertentu

5. 

Jenis – Jenis Memori Internal

Pengertian RAM

Random Access Memory disingkat dengan RAM. Memory penyimpanan sementara yang bersifat acak, biasanya disebut juga dengan memory kerja. Pada memory ini karena disimpan sementara (volatile), maka apabila komputer tidak mendapatkan daya (off), maka data yang disimpan pada memori ini akan hilang.

Pengertian EDO RAM

Extended Data Output RAM, Disingkat dengan EDO RAM. Jenis memori yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara simultan. Jenis memor ini banyak menggantikan primary memori yang ada pada PC terdahulu yaitu FPM (Fast Page Memory) RAM. Karena dapat menyimpan dan membaca secara simultan, maka kecepatan baca tulis pada EDO RAM ini dapat lebih cepat.

Pengertian SD RAM

Synchronous Dynamic Random Access Memory Disingkat dengan SDRAM. Modul memory dengan clock speed yang lebih tingi daripada SIMM atau EDO. Biasa dipergunakan pada processor-processor generasi terbaru. Modul ini biasa dijual dengan spesifikasi bus clock tertentu, misalnya 32MB/133Mhz, artinya SDRAM dg kapasitas sebesar 32MB yg bekerja pd clock 133Mhz. Bus clock yang tinggi digunakan apabila SDRAM dipasang pada PC dengan processor generasi baru yang bekerja juga pada clock yang tinggi, namun tidak berpengaruh pada mesin dengan processor generasi lama dengan clock yang rendah. SDRAM dikemas dalam modul 172 pin.

Pengertian DDR RAM

DDR (Double Data Rate) sebenarnya adalah nama untuk sebuah tipe yang menggunakan teknologi double clock cycle. Di dalam clock cycle juga terdapat apa yang disebut dengan trigger. Trigger di sini mirip seperti kata aslinya, yaitu ketika teraktivasi, data dari RAM atau VGA ditransfer ke processor untuk diproses lebih lanjut.