Karakteristik Memori

Karakteristik Memori

2.1 Karakteristik Pada Memori

Masalah yang kompleks dari memori komputer akan lebih mudah kita pelajari dengan menggolongkannya menurut karakteristiknya. Sistem memori komputer memiliki beberapa karakteristik penting, diantaranya :

2.1.1 Lokasi

Ada 3 lokasi keberadaan memori di dlm sistem komputer yaitu :

1.     Memori Lokal (CPU)

-         Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor)

-         Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU

-    Memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

-         Diakses langsung oleh prosesor dalam menjalankan operasinya

2.     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

3.     Memori Eksternal

-   Merupakan perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan, dan penyimpanan data di luar memori utama

-         Diakses oleh prosesor melalui piranti I/O

-         Eksternal terhadap sistem komputer & berada diluar cpu

-         Untuk menyimpan data/instruksi secara permanen

-     Tidak diperlukan dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat di-akses langsung oleh CPU. Memori ini terdiri dari perangkat storage peripheral (disk, pita, magnet , dll)

2.1.2 Kapasitas Memori 
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word, keberadaan memori di dalam sistem Komputer.

-         Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit

-      Memori eksternal biasanya lebih besar kapasitasnya daripada memori internal, hal ini disebabkan karena teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda

2.1.3 Satuan transfer

Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama. Bagi memori internal, satuan transfer merupakan jumlah Bit yang dibaca atau yg dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama, sedangkan bagi  memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word (block).

Konsep Satuan Transfer

·        Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

·        Addressable units, pada sejumlah system, addressable unit adalah word. Namun terdapat system dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang suatu alamat (A) dan jumlah (N) addressable unit adalah 2A =N.

·        Unit of Transfer adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan, kedalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, transfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block

2.1.4 Metode Akses

Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut :

a.     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.

-         Terdapat shared read/write mechanisme untuk penulisan/pembacaan memorinya.

-         Pita magnetic merupakan memori yang menggunakan metode sequential access

b.     Direct access

-         Menggunakan shared R/W mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik

-         Akses dilakukan langsung pada alamat memori

-      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.

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 dalam memori

-         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.

2.1.5 Kinerja

Ada 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. 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). Bagi non RAM terdapat hubungan:

TN =TA +n/R

TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis N bit.

TA = Waktu access rata-rata.

n = Jumlah bit.

R = Kec. transfer, dalam bit per detik (bps).

2.1.6 Tipe Fisik

-         Semikonduktor

-         Permukaan magnetik

2.1.7 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.

2.2 Keandalan Memori

Untuk memperoleh keandalan sistem ada tiga pertanyaan yang diajukan: Berapa banyak ? Berapa cepat ?  Berapa mahal ?. Pertanyaan berapa banyak adalah sesuatu yang sulit dijawab, karena berapapun kapasitas memori tentu aplikasi akan menggunakannya. Jawaban pertanyaan berapa cepat adalah memori harus mempu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya. Mengenai harga, sangatlah relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran. Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses adalah :

⦁    Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya.

⦁    Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.

⦁    Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya.

    Dilema yang dihadapi para perancang adalah keinginan menerapkan teknologi untuk kapasitas memori yang besar karena harga per bit yang murah namun hal itu dibatasi oleh teknologi dalam memperoleh waktu akses yang cepat. Salah satu pengorganisasian masalah ini adalah menggunakan hirarki memori. Seperti terlihat pada gambar 4.3, bahwa semakin menurunnya hirarki maka hal berikut akan terjadi :

⦁    Penurunan harga/bit

⦁    Peningkatan kapasitas

⦁    Peningkatan waktu akses

⦁    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.

2.3 Rangkaian Memori RAM - EPROM

2.3.1 Mask ROM

Mask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak dapat di up-grade. Data pada ROM dimasukkan langsung melalui mask pada saat perakitan chip. Hal ini membuatnya sangat ekonomis terutama jika kita memproduksi dalam jumlah banyak.Namun hal ini juga menjadi sangat mahal karena tidak fleksibel. Sebuah perubahan walaupun hanya satu bit membutuhkan mask baru yang tentu saja tidak murah. Karena tidak fleksibel maka jarang ada yang menggunakannya lagi.

2.3.2 PROM (Programmable Read-Only Memory)

PROM kependekan dari Programmable Read Only Memory.PROM adalah salah satu jenis ROM, merupakan alat penyimpan berupa memori (memory device) yang hanya bisa dibaca isinya. PROM memang tergolong memori non-volatile, artinya program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan (tidak mendapatkan daya listrik). Program yang tersimpan di dalamnya bersifat permanen.Biasanya digunakan untuk menyimpan program bahasa mesin yang sudah menjadi bagian hardware (perangkat keras) komputer.Contohnya adalah program yang men-start komputer ketika komputer baru dinyalakan (di-on-kan).Program yang ada di dalam PROM diisi oleh pabrik pembuatnya.Pengisian program ke dalam PROM menggunakan alat khusus bernama PROM burner, atau PROM Writer Program atau informasi yang telah diisikan atau direkamkan ke dalam PROM, tidak dapat dihapus lagi.

2.3.3 EPROM

Dari semua jenis memori diatas, yang sering digunakan adalah memori jenis EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)karena harganya paling murah dan mudah didapat dipasaran.EPROM merupakan ROM yang dapat menghapus data yang tersimpan dan menuliskannya kembali dengan program yang baru.Berikut ini adalah contoh dari memori jenis EPROM type 2764.

Ada tiga bagian pokok yang membentuk EPROM yaitu masukan alamat, data keluaran, dan masukan kontrol.Masukan alamat digunakan untuk memilih data yang tersimpan pada lokasi EPROM.Banyaknya lokasi yang tersedia adalah 2 pangkat n alamat. Sehingga untuk EPROM yang terdiri dari 10 bit alamat, akan mempunyai 2 pangkat 10 = 1024 lokasi yang dapat teralamati. Satu lokasi alamat didalam EPROM dapat menyimpan 8 bit data. Setiap bit data yang tersimpan didalam EPROM akan berbentuk bilangan biner 1 atau 0. Untuk mengaktifkan EPROM harus diperhatikan pena OE dan CE. OE ( Output Enable) jika berlogic 0 maka keluaran D0 s/d D7 akan aktif. Jika OE berlogic 1 maka keluaran D0 s/d D7 akan Hi-Z (Hi-Z atau High Impedansi merupakan keadaan yang menandakan keluaran berada dalam keadaan tidak aktif). CE ( Chip Enable) harus berlogic 0 untuk mengaktifkan EPROM. Jika CE berlogic 1 keluaran akan Hi-Z dan tidak terpengaruh oleh kondisi sinyal OE.

Untuk membaca EPROM alamat pada mikroprosesor harus dihubungkan dengan alamat pada EPROM. Alamat ini akan didekode oleh EPROM untuk menentukan lokasi yang ingin dipilih. Kemudian pena OE dan CE harus berlogic 0 agar EPROM aktif. Untuk memprogram EPROM dapat menggunakan EPW ( EPROM Programmer Writer). Pena PGM harus berlogic 0 ketika memprogram EPROM. Pada operasi pembacaan normal, pena PGM diberi logic 1.

2.3.4. EEPROM

EEPROM kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read Only Memory.Seperti halnya PROM dan EPROM, EEPROM merupakan memori non-volatile. Informasi, data atau program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan, dan tidak membutuhkan daya listrik untuk mempertahankan atau menjaga informasi atau program yang tersimpan di dalamnya. 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.Pada sistem hardware komputer, chip EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data konfigurasi BIOS dan pengaturan (setting) sistem yang berhubungan dengannya.EEPROM memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan EPROM. EEPROM dapat dihapus secara elektris menggunakan sinar ultraviolet, sehingga proses penghapusannya lebih cepat dibandingkan EPROM. Penghapusan juga dapat dilakukan secara elektrik dari papan circuit dengan menggunakan perangkat lunak EEPROM Programmer.Alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi EEPROM disebut EEPROM Rewriter.Produk EEPROM versi awal, hanya dapat dihapus dan diisi ulang kurang lebih sebanyak 100 kali. Sedangkan produk-produk terbaru dapat dihapus dan diisi ulang (erase-rewrite) sampai ribuan kali (bahkan beberapa informasi menyebutkan mampu sampai 100 ribu kali)

Kesimpulan

Dari materi yang telah kami bahas dapat disimpulkan bahwa memori atau yang  biasanya disebut sebagai RAM berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara. Memori bekerja dengan menyimpan dan menyuplai data-data penting yang dibutuhkan oleh sebuah Processor untuk diproses menjadi sebuah  informasi. Karena itulah, fungsi kapasitas merupakan hal terpenting pada sebuah  memori, dimana semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data yang dapat disimpan dan disuplai, yang akhirnya membuat Processor bekerja lebih cepat.Dengan demikian  sebenarnya semua  memori yang ada itu sama fungsinya yang menyebabkan perbedaan hanyalah pada cara kerja,tempat dan kecepatannya secara spesifik(karakteristiknya).