Desain Memori Utama Dan Semikonduktor

Oleh :

Devie Rosa Anamisa

Memori

• Memori digunakan untuk penyimpanan informasi.• Informasi berupa :

– Program (instruksi dan operand) – Kontrol

• Parameter dalam memilih sebuah memori:– Kapasitas : memori sebagai unit penyimpanan yang terdiri dari

alamat dan panjang word w bit.– Kecepatan : Kecepatan operasi baca, dekode (penerjemahan)

yang terdiri dari waktu akses dan pemulihan waktu (recovery time)

– Bandwidth : Kecepatan transfer data memori yang dinyatakan dalam jumlah byte per detik

– Latency : waktu yang digunakan untk mengakses lokasi (word) yang pertama dalam suatu rangkaian lokasi (blok lokasi), seperti had disk.

• Memori yang dapat menyimpan 32 word, berarti memori memiliki 32 lokasi penyimpanan berupa alamat alamat biner 32 macam mulai dari 00000 sampai 11111 (0 sampai 31 dalam desimal)

• Secara umum masukan alamat N diperlukan untuk memori yang mempunyai kapasitas 2^N.

• Contoh :– Sebuah memori mempunyai kapasitas 4K x 8. berapa

saluran alamat yang dimiliki?

Jawab:

Memori : 4K = 4 x 1024 = 4096 word

Ukuran word : 8 bit

4096 = 2^12

maka :

saluran alamat terdapat 12 bit yang dapat mengalamati salah satu lokasi dari 4096 lokasi

Klasifikasi Memori

• Berdasarkan Fungsi :– Memori Utama– Memori Sekunder– Memori Cache– Memori Virtual

• Berdasarkan Teknologi :– Memori magnetic buble– Memori semikonduktor– Memori core– Memori Optik

• Berdasarkan Kemampuan :– Memori Baca/Tulis– Memori Baca Saja

• Berdasarkan Akses :– Memori Akses Acak– Memori Akses Urut– Memori Akses Semi-Acak

• Kemampuan Baca/tulis :– Memori ROM (Read Only Memory) hanya boleh

dibaca oleh CPU.– Dapat melakukan operasi baca dan tulis– Memori semikonduktor baca/tulis : RAM (Random

Access Memory)• Memori Akses Acak

– Memori yang membolehkan pengaksesan ke suatu lokasi tanpa ada keterkaitan dengan posisi fisik dan tidak bergantung pada lokasi lain.

– Dengan kata lain,waktu akses sama untuk semua lokasi.

– Contoh : RAM dan ROM.

• Memori Akses Urut– Pembacaan suatu lokasi dilakukan secara

berurut dimana setelah operasi baca atau tulis dilakukan, baca/tulis diletakkan didepan lokasi berikutnya.

– Karena itu waktu akses akan berbeda setaip lokasi.

– Contoh : pita magnetik dan pita kertas

• Memori semi acak– Pemilihan lokasi yang akan diakses

menggunakan dua langkah: satu akses acak dan lainnya akses urut.

– Contohnya: memori magnetik (floppy disk dan hard disk)

5 Peran Memori dalam CPU

• Register internal– Peran yang sangat terbatas dalam penyimpanan

informasi sementara ketika program berjalan– Mempunyai waktu akses yg sangat singkat– Hanya dpt diakses oleh CPU sedangkan yang lain

dapat juga diakses oleh program

• Memori Utama– CPU mengambil (fetch) instruksi ketika program

dijalankan– Dikenal dengan memori program dan memori primer– Jenis memori akses acak

• Memori Sekunder– Dikenal juga dengan nama memori pembantu– Digunakan untuk menyimpan program dan data dalam volume

yg besar– Memori lambat dan murah– Jenis memori semi acak– Contoh : floppy disk, hard disk

• Memori cache– Sebuah penyangga tengah antara CPU dan memori utama– Kapasitas lebih kecil dibanding memori utama– Kecepatan berkali-kali dari memori utama sehingga waktu akses

ke memori utama sering diambil alih oleh akss memori cache

• Memori virtual– Suatu fitur yang membantu menjalankan program

yang panjang dalam sebuah memori fisik yang kecil.– Sistem operasinya dengan cara mengatur program

dengan hanya menyimpan sebagian ke memori utama dan menggunakan memori sekunder untuk menyimpan program keseluruhan

– Ketika bagian program tidak terdapat didalam memori utama maka diambil dari memori sekunder.

Arsitektur ROM (Read Only Memory)

• 4 bagian dasar :– Larik register

• Menyimpan data yang telah diprogram kedalam ROM.• Setiap register berisi banyak sel-sel memori setara ukuran

word.• Setiap register menyimpan word 8 bit• Setiap register mempunyai 2 saluran masuk enable (E) dan

harus dalam keadaan HIGH agar dapat ditempatkan pada bus.

– Decoder baris– Decoder kolom

Decoder Alamat

– Penyangga output• Data ke penyangga output akan melewatkan data

ke keluaran data eksternal.• Jika CS = HIGH maka penyangga output berada

dalam keadaan impedansi tinggi.• Contoh :

intel 27C64 adalah sebuah ROM CMOS yang menyimpan 8192 x 8 berarti ada 8192 register.

Arsitektur RAM (Random Access Memory)

• Lokasi alamat memori dimana saja dapat diakses semudah mengakses lokasi alamat lainnya dalam memori tersebut tanpa ada perbedaan waktu akses.

• Untuk melakukan pembacaan, pertama sel memori dipilih oleh sinyal “pilih” kemudian diikuti dengan sinyal kontrol “baca”. Isi sel diberikan pada “data keluar” (D0) setelah melewati waktu akses.

• Untuk melakukan penulisan, pertama sel memori dipilih oleh sinyal “pilih” kemudian diikuti dengan pengiriman data pada “data masuk”m (D1) dan mengaktifkan sinyal kontrol “tulis”.

Sel Memori

Data masuk Data Keluar

BacaTulis

Pilih

Terima Kasih