materi-04-ORKOM

79
Internal Memori Organisasi Komputer

description

asdfghjkl

Transcript of materi-04-ORKOM

Page 1: materi-04-ORKOM

Internal Memori

Organisasi Komputer

Page 2: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 2

Pertemuan ke – 4Memori

Tujuan1. Menjelaskan tentang memori utama

komputer2. Menjelaskan tipe dari memori, waktu

dan pengontrolan3. Menjelaskan pembetulan kesalahan4. Menjelaskan cache memori termasuk

didalamnya adalah fungsi pemetaan

Page 3: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 3

Memori ? Memori adalah bagian dari komputer

tempat program – program dan data – data disimpan.

Istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tempat informasi, dibaca dan ditulis Aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk

kerja dan harganya

Page 4: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 4

Memori Internal dan External

Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor register yang terdapat di dalam prosesor, cache

memori dan memori utama berada di luar prosesor.

Memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O disket dan hardisk.

Page 5: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 5

Operasi Sel Memori

Elemen dasar memori Sel memori memiliki sifat – sifat

tertentu

Page 6: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 6

Sifat Sel Memori

Sel memori memiliki dua keadaan stabil (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.

Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).

Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

Page 7: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 7

Terminal fungsi sel memori

Page 8: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 8

Karakteristik Sistem Memori

Page 9: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 9

Lokasi Memori

Register berada di dalam chip prosesor Diakses langsung oleh prosesor dalam

menjalankan operasinya. Register digunakan sebagai memori

sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

Page 10: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 10

Lokasi Memori

Memori internal Berada diluar chip prosesor Mengaksesannya langsung oleh

prosesor. Dibedakan menjadi memori utama dan

cache memori

Page 11: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 11

Lokasi Memori

Memori eksternal Diakses oleh prosesor melalui piranti I/O Dapat berupa disk maupun pita.

Page 12: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 12

Kapasitas Memori

Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte

(1 byte = 8 bit) atau word. 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

Page 13: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 13

Satuan Transfer

Memori internal 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

Page 14: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 14

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 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.

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.

Page 15: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 15

Metode Akses(1) Sequential access

Memori diorganisasi menjadi unit – unit data yang disebut record.

Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik.

Informasi pengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan record – record dan untuk membantu proses pencarian.

Terdapat shared read/write mechanism untuk penulisan/pembacaan memorinya.

Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan metode sequential access.

Page 16: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 16

Metode Akses(2)

Direct access Sama sequential access terdapat shared

read/write mechanism. Setiap blok dan record memiliki alamat

unik berdasarkan lokasi fisiknya. Akses dilakukan langsung pada alamat

memori. Disk adalah memori direct access

Page 17: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 17

Metode Akses(3)

Random access Setiap lokasi memori dipilih secara

random dan diakses serta dialamati secara langsung.

Contohnya adalah memori utama

Page 18: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 18

Metode Akses(4)

Associative access Jenis random akses yang memungkinkan

pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan.

Data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori.

Contoh memori ini adalah cache memori

Page 19: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 19

Parameter utama unjuk kerja(1)

Access time Bagi random access memory, waktu

akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis.

Memori non-random akses merupakan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan mekanisme baca atau tulis pada lokasi tertentu

Page 20: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 20

Parameter utama unjuk kerja(2)

Memory cycle time Konsep ini digunakan pada random

access memory Terdiri dari access time ditambah

dengan waktu yang diperlukan transient agar hilang pada saluran sinyal

Page 21: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 21

Parameter utama unjuk kerja(3)

Transfer rate Kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit

memori.1.Random access memory sama dengan 1/(cycle

time).2. Non-random access memory dengan

perumusan :TN = TA + (N/R)

TN = waktu rata – rata untuk membaca atau menulis N bit

TA = waktu akses rata – rata N = jumlah bit R = kecepatan transfer dalam bit per detik (bps)

Page 22: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 22

Fisik

Media penyimpanan volatile dan non-volatile Volatile memory, informasi akan hilang apabila daya

listriknya dimatikan Non-volatile memory tidak hilang walau daya listriknya

hilang. Memori permukaan magnetik adalah contoh no-nvolatile memory, sedangkan semikonduktor ada yang volatile dan

nonvolatile.

Media erasable dan nonerasable. Ada jenis memori semikonduktor yang tidak bisa dihapus

kecuali dengan menghancurkan unit storage-nya, memori ini dikenal dengan ROM (Read Only Memory).

Page 23: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 23

Keandalan Memori

Berapa banyak ? Berapa cepat? Berapa mahal?

Page 24: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 24

Keandalan Memori

Berapa banyak ? Sesuatu yang sulit dijawab, karena berapapun

kapasitas memori tentu aplikasi akan menggunakannya.

Berapa cepat ? Memori harus mempu mengikuti kecepatan CPU

sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya.

Berapa mahal ? Relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi

paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran

Page 25: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 25

Hubungan harga, kapasitasdan waktu akses

Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya

Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya

Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya

Page 26: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 26

Problem ?

Kapasitas memori yang besar karena harga per bit yang murah namun hal itu dibatasi oleh teknologi dalam memperoleh waktu akses yang cepat

Page 27: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 27

Hirarki Memori

Menurunnya hirarki mengakibatkan : 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

Page 28: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 28

Hirarki Memori

Page 29: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 29

Tabel spesifikasi memori

Page 30: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 30

Satuan Memori

Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit.

Bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. Memori juga dinyatakan dalam byte

1 byte = 8 bit Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32

bit.

Page 31: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 31

Tabel Tingkatan Satuan Memori

Page 32: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 32

Memori Utama

Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah sebuah piringan ferromagnetik berlubang yang dikenal sebagai core, istilah yang tetap dipertahankan hingga saat ini.

Page 33: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 33

Jenis-Jenis Memori Random Akses

Random akses, yaitu data secara langsung diakses melalui logik pengalamatan wired-in Dimungkinkannya pembacaan dan penulisan data ke memori

secara cepat dan mudah Volatile RAM menyimpan data sementara RAM dinamik disusun oleh sel – sel yang menyimpan data

sebagai muatan listrik pada kapasitor Kapasitor memiliki kecenderungan alami untuk mengosongkan

muatan, maka RAM dinamik memerlukan pengisian muatan listrik secara periodik untuk memelihara penyimpanan data

Biasanya untuk operasi data besar RAM statik, nilai biner disimpan dengan menggunakan

konfigurasi gate logika flipflop tradisional Menyimpan data selama ada daya listriknya Lebih cepat dibanding RAM dinamik

Page 34: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 34

ROM

Read Only Memory Sangat berbeda dengan RAM Data Permanen, tidak bisa diubah

Keuntungannya untuk data yang permanen

Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan – penyisipan

Page 35: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 35

Page 36: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 36

PROM

Programmable ROM non-volatile Tiga macam jenis

EPROM EEPROM flash memory

Page 37: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 37

EPROM

EEPROM

FLASH

Page 38: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 38

EEPROM

electrically erasable programmable read only memory

memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya.

EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update

Page 39: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 39

Kesimpulan

Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. Suatu bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit). Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit

Tipe – tipe memori semikonduktor: RAM, ROM, PROM, EPROM, Flas Memory, EEPROM.

Page 40: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 40

Pertemuan ke - 5

Internal Memori

Page 41: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 41

Pengemasan (Packging)

Page 42: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 42

Pengemasan (Packging)

Gambar (a) EPROM yang merupakan keping 8 Mbit yang

diorganisasi sebagai 1Mx8. Organisasi dianggap sebagai kemasan satu word per

keping. Kemasan terdiri dari 32 pin, yang merupakan salah

satu ukuran kemasan keping standar Gambar (b)

Keping 16 Mbit yang diorganisasikan sebagai 4M x 4. Terdapat sejumlah perbedaan dengan keping ROM,

karena ada operasi tulis maka pin – pin data merupakan input/output yang dikendalikan oleh WE (write enable) dan OE (output enable).

Page 43: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 43

Pengemasan (Packging)

Alamat word yang sedang diakses. Untuk 1M word, diperlukan sejumlah 20 buah (220 = 1M).

Data yang akan dibaca, terdiri dari 8 saluran (D0 –D7) Catu daya keping adalah Vcc

Pin grounding Vss Pin chip enable (CE). Karena mungkin terdapat lebih

dari satu keping memori yang terhubung pada bus yang sama maka pin CE digunakan untuk mengindikasikan valid atau tidaknya pin ini. Pin CE diaktifkan oleh logik yang terhubung dengan bit berorde tinggi bus alamat ( diatas A19)

Tegangan program (Vpp).

Page 44: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 44

Pengemasan (Packging)

Page 45: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 45

Koreksi Error

Dalam melaksanakan fungsi penyimpanan, memori semikonduktor dimungkinkan mengalami kesalahan.

Kesalahan berat yang biasanya merupakan kerusakan fisik memori

Kesalahan ringan yang berhubungan data yang disimpan.

Kesalahan ringan dapat dikoreksi kembali. Koreksi kesalahan data yang disimpan diperlukan dua

mekanisme Mekanisme pendeteksian kesalahan Mekanisme perbaikan kesalahan

Page 46: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 46

Cache Memori

Cache memory merupakan memori yang memiliki kecepatan sangat tinggi, digunakan sebagai perantara antara RAM dan CPU. Memori ini mempunyai kecepatan lebih tinggi daripada RAM, tetapi harganya lebih mahal.

Page 47: materi-04-ORKOM

•Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama.

• Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama

Page 48: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 48

•Memori ini digunakan untuk menjembatani perbedaan kecepatan CPU yang sangat tinggi dengan kecepatan RAM yang jauh lebih rendah.

•Dengan menggunakan cache, sejumlah data dapat dipindahkan ke memori ini dalam sekali waktu, dan kemudian ALU akan mengambil data tersebut dari memori ini.

•Dengan pendekatan seperti ini, pemrosesan data dapat dilakukan lebih cepat daripada kalau CPU mengambil data secara langsung dari RAM.

Cache Memori

Page 49: materi-04-ORKOM

•Kecepatan access register lebih tinggi dibanding kecepatan access Main Memory.

•Agar kerja CPU lebih effisien,  maka diantara CPU dan Main Memory dipasang Cache Memory atau disebut Buffer Memory untuk  mengurangi waktu tunda (idle time) yang terjadi ketika berlangsungnya lintas data, instruksi dan hasil proses dari CPU ke Main Memory atau sebaliknya.

•Tanpa Cache Memory, CPU harus menunggu sampai data atau instruksi diterima dari Main Memory atau menunggu hasil proses selesai direkamkan di Main Memory baru proses selanjutnya bisa dilaksanakan.

•Cache Memory berfungsi meningkatkan kecepatan   melakukan proses.

Page 50: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 50

Cache Memori

Mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor.

Memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat.

Cache memori berisi salinan memori utama

Page 51: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 51

Cache Memori

Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnyamaka akan memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri, disamping harga cache memori yang sangat mahal

Page 52: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 52

Page 53: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 53

Organisasi Cache Memori

Page 54: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 54

Cara Kerja Memori Cache Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil.

Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi.

Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja komputer secara keseluruhan.

Page 55: materi-04-ORKOM

Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi.

Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori komputer.

Page 56: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 56

Elemen Cache Memori

Page 57: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 57

Kapasitas Cache AMD mengeluarkan prosesor K5 dan K6

dengan cache yang besar (1MB), kinerjanya tidak bagus

Intel mengeluarkan prosesor tanpa cache untuk alasan harga yang murah, yaitu seri Intel Celeron pada tahun 1998-an, kinerjanya sangat buruk terutama untuk operasi data besar, floating point, 3D

Sejumlah penelitian telah menganjurkan bahwa ukuran cache antara 1KB s.d. 512KB akan lebih optimum.

Page 58: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 58

Ukuran cache, disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori. Semakin besar ukuran cache semakin lambat karena semakin banyak jumlah gerbang dalam pengalamatan cache.

Page 59: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 59

Ukuran Blok Cache

Hubungan antara ukuran blok dan hit ratio sangat rumit untuk dirumuskan, tergantung pada karakteristik lokalitas programnya dan tidak terdapat nilai optimum yang pasti telah ditemukan.

Ukuran antara 4 hingga 8 satuan yang dapat dialamati (word atau byte) cukup beralasan untuk mendekati nilai optimum.

Page 60: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 60

Ukuran blok, blok-blok yang berukuran lebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil.

Dengan meningkatnya ukuran blok, maka jarak setiap word tambahan menjadi lebih jauh dari word yang diminta,sehingga menjadi lebih kecil kemungkinannya untuk di perlukan dalam waktu dekat

Page 61: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 61

Pemetaan (Cache)

Cache mempunyai kapasitas yang kecil dibandingkan memori utama.

Aturan blok – blok mana yang diletakkan dalam cache.

Terdapat tiga metode, yaitu : pemetaan langsung, pemetaan asosiatif, dan pemetaan asosiatif set

Page 62: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 62

Pemetaan Langsung Teknik paling sederhana, yaitu teknik ini memetakan blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja

i = j modulus m dan m = 2rdimana :

i = nomer saluran cache j = nomer blok memori utama m = jumlah saluran yang terdapat dalam cache

Page 63: materi-04-ORKOM

Fungsi Pemetaan (Mapping), terdiri dari Pemetaan Langsung, Asosiatif, Asosiatif Set.Pemetaan langsung merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja.

Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache.

Page 64: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 64

Pemetaan Assosiatif

Mengatasi kekurangan pemetaan langsung Tiap blok memori utama dapat dimuat ke sembarang saluran

cache. Alamat memori utama diinterpretasikan dalam field tag dan field

word oleh kontrol logika cache. Tag secara unik mengidentifikasi sebuah blok memori utama Mekanisme untuk mengetahui suatu blok dalam cache dengan

memeriksa setiap tag saluran cache oleh kontrol logika cache. Fleksibilitas dalam penggantian blok baru yang ditempatkan

dalam cache Kelebihan : Algoritma penggantian dirancang untuk

memaksimalkan hit ratio, yang pada pemetaan langsung terdapat kelemahan

Kekurangan : kompleksitas rangkaian sehingga mahal secara ekonomi

Page 65: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 65

Pemetaan Assosiatif Set

Menggabungkan kelebihan yang ada pada pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif.

Memori cache dibagi dalam bentuk set–set. Alamat memori utama diinterpretasikan dalam tiga field,

yaitu: field tag, field set, field word. Setiap blok memori utama dapat dimuat dalam sembarang

saluran cache. Cache dibagi dalam v buah set, yang masing –masing

terdiri dari k saluranm = v x k

i = j modulus v dan v = 2d dimana : i = nomer set cache j = nomer blok memori utama m = jumlah saluran pada cache

Page 66: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 66

Algoritma Penggantian, terdiri dari Least Recently Used (LRU), First in First Out (FIFO), Least Frequently Used (LFU), Acak. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru.

Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.

Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.

Algoritma Penggantian

Page 67: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 67

Write Policy – Mengapa ? Apabila suatu data telah diletakkan pada cache maka

sebelum ada penggantian harus dicek apakah data tersebut telah mengalami perubahan.

Apabila telah berubah maka data pada memori utama harus di-update.

Masalah penulisan ini sangat kompleks, apalagi memori utama dapat diakses langsung oleh modul I/O, yang memungkinkan data pada memori utama berubah, lalu bagaimana dengan data yang telah dikirim pada cache?

Tentunya perbedaan ini menjadikan data tidak valid

Page 68: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 68

Write Policy –”write through”

Operasi penulisan melibatkan data pada memori utama dan sekaligus pada cache memori sehingga data selalu valid.

Kekurangan teknik ini adalah Lalu lintas data ke memori utama dan

cache sangat tinggi Mengurangi kinerja sistem, bisa terjadi

hang

Page 69: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 69

Write Policy –”write back “

Teknik me-minimalisasi penulisan dengan cara penulisan pada cache saja.

Pada saat akan terjadi penggantian blok data cache maka baru diadakan penulisan pada memori utama.

Masalah : manakala data di memori utama belum di-update telah diakses modul I/O sehingga data di memori utama tidak valid

Page 70: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 70

Write Policy-Multi cache

Multi cache untuk multi prosesor Masalah yang lebih kompleks.

Masalah validasi data tidak hanya antara cache dan memori utama Antar cache harus diperhatikan

Page 71: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 71

Level Memori Cache

Cache memori ada tiga level

yaitu L1,L2 dan L3

Page 72: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 72

Cache memori level 1 (L1) adalah cache memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Cache ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal.

Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb

Page 73: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 73

Cache level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun cache L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari cache L1.

Cache L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal.

Page 74: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 74

Sedangkan cache level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore.

Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti prosesor.

Page 75: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 75

Cache split cache

Mesin–mesin superscalar seperti Pentium dan PowerPC

Menekankan pada paralel proses dan perkiraan – perkiraan eksekusi yang akan terjadi.

Kelebihan utama split cache Mengurangi persaingan antara prosesor instruksi

dan unit eksekusi untuk mendapatkan cache, hal ini sangat utama bagi perancangan prosesor–prosesor pipelining

Page 76: materi-04-ORKOM

ORKOM Internal Memori 76

Kesimpulan Memori adalah bagian dari komputer tempat program

program dan data – data disimpan Elemen dasar memori adalah sel memori. Sel memori

dipresentasikan dengan bilangan biner 1 atau 0. Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi dan dibaca.

Untuk mempelajari sistem memori secara keseluruhan, harus mengetahui karakteristik – karakteristik kuncinya yaitu: Lokasi, Kapasitas, Satuan Transfer, Metode Akses, Kinerja, Tipe Fisik dan Karakteristik Fisik.

Untuk memperoleh keandalan sistem ada tigapertanyaan yang diajukan: Berapa banyak ? Berapa cepat? Berapa mahal?

Page 77: materi-04-ORKOM

Cache hit, jika data yang diminta oleh unit yang lebih tinggi dan ada dalam cache disebut "hit". Permintaan dapat dilayani dengan cepat. Maksud urutan unit dari rendah hingga tinggi yaitu: Streamer - Hardisk Memori - Second Level - First level - CPU cache.

Cache miss, bila data yang diminta tidak ada dalam cache, harus diambil dari unit dibawahnya yang cukup memakan waktu. Ini disebut miss (gagal)

Burst mode, dalam modus cepat ini cache mengambil banyak data sekaligus dari unit dibawahnya. Ia mengambil lebih dari yang dibutuhkan dengan asumsi, data yang diminta berikutnya letaknya berdekatan.

Istilah penting yang berhubungan

Page 78: materi-04-ORKOM

LRU (Least Recently Used) adalah algoritma penggantian cache.

COAST, Cache on the stick adalah bentuk khusus L2, yang dapat diganti-ganti seperti RAM dan ditempatkan pada modul.

DRAM, memori dinamik (''Dynamic Random Access Memory) adalah bentuk yang paling umum. DRAM hanya menggunakan sebuah kapasitor untuk menyimpan, sehingga kecil dan murah untuk kapasitas besar. Kekurangannya: kecepatannya tidak begitu tinggi.

SRAM, memori statik (Static RAM) ini menggunakan sakelar elektronik (flip-flop) untuk menyimpan. secara teknis flip-flop pada RAM lebih rumit dari kapasitor pada DRAM. Karena lebih cepat, SRAM biasanya digunakan untuk cache L1 atau L2.

SDRAM, memori dinamik tersinkronisasi (Synchronous DRAM) merupakan perkembangan lebih lanjut dari DRAM. Akses pada memori disinkronkan dengan frekuensi sistim prosesor sehingga menghemat waktu. Pada motherboard modern, SDRAM berfungsi sebagai pengganti langsung DRAM.

Page 79: materi-04-ORKOM

First level cache (L1), ini tingkat cache teratas dalam hirarki, dengan kapasitas memori terkecil, termahal dan tercepat.

Second level cache (L2), cache level dua ini memiliki kapasitas lebih besar dari L1, tetapi lebih lambat dan murah. Cache L2 masih lebih cepat dibandingkan dengan RAM.

Write back (WB), cache digunakan tidak hanya saat membaca, tetapi juga dalam proses menulis.

Write through (WT), mementingkan keamanan: cache hanya digunakan saat membaca, sedangkan untuk menulis ditunggu hingga memori yang dituju selesai menulis.