Pertemuan 8(Sistem Memori)

A. Konsep Dasar

Memory adalah perangkat keras yangkhas yang digunakan untuk menyimpandata atau informasi dan dapat dibaca ataudiambil kembali saat diperlukan. Ukuranmaksimum memory yang dapat digunakanpada tiap komputer ditentukan oleh skemapengalamatan. Misalnya, komputer 16 bityang menghasilkan alamat 16 bit mampumelakukan pengalamatan hingga 216 = 64Klokasi memory.

1 Group 4 PTIK 09

Gambar Koneksi memori ke Prosesor

2 Group 4 PTIK 09

B. Memory RAM Semikonduktor

Memory semikonduktor tersedia dalamrentang kecepatan yang luas. Waktusiklusnya berada pada rentang 100 nshingga kurang dari 10 ns. Pada saatdiperkenalkan pertama kali pada akhirtahun 1960-an, memory tersebut jauhlebih mahal daripada memori magnetic-core. Karena perkembangan teknologi VLSI(very large scale integration) yang sangatcepat, biaya memory semikonduktor telahmenurun secara dramatis.

3 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

1. Organisasi Internal Chip Memory

Sel memory biasanya diatur dalam bentukarray, dengan tiap sel dapat menyimpan satu bitinformasi. Organisasi yang mungkin diilustrasikanpada gambar di bawah. Tiap baris terdiri dari wordmemory, dan semua sel baris dihubungkan, writedengan dua jalur bit. Sirkuit sense/writedihubungkan ke jalur input/output data pada chip.Selama operasi read, sirkuit merasakan ataumembaca, informasi yang disimpan dalam sel yangdipilih oleh jalur word dan mentransmisikaninformasi ini ke jalur data output. Selama operasiwrite, sirkuit sense/write menerima informasi inputdan menyimpannya dalam sel word yang dipilih.

4 Group 4 PTIK 09

Gambar Organisasi chip memory 1K X 1

5 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

2. Memory Statik

Memory yang terdiri dari sirkuit yang dapatmempertahankan keadaannya selamamemperoleh daya dikenal sebagai memorystatik.

a. Operasi Baca

Untuk membaca keadaan sel SRAM, jalur worddiaktifkan untuk menutup switch T1 dan T2. Jika seltersebut berada pada keadaan 1, maka sinyal padajalur bit b adalah high dan sinyal pada jalur bit badalah low. Kebalikannya benar jika sel beradapada keadaan 0.

6 Group 4 PTIK 09

b. Operasi Tulis

Keadaan sel di-set denganmeletakkan nilai yang tepat pada jalur bit bdan komplemennya pada b, dan kemudianmengaktifkan jalur word. Hal ini memaksasel ke keadaan yang tepat. Sinyal yangdiminta pada jalur bit dihasilkan olehsirkuit sense/write.

7 Group 4 PTIK 09

Gambar Sel RAM statik

8 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

3. Dram Asyncronous

Statik RAM cepat, tetapi mahal karena selnyamemerlukan beberapa transistor. RAM yang tidakbegitu mahal dapat dipakai jika digunakan sel yanglebih sederhana. Akan tetapi, sel semacam itu tidakmempertahankan keadaannya dalam jangka waktutak terbatas, karenanya sel itu disebut DynamicRAM (DRAM).

4. Dram Syncronous

Pengembangan yang lebih baru dalam teknologimemory telah menghasilkan DRAM yang operasinyadisinkronisasikan langsung dengan sinyal clock.Memory semacam itu dikenal sebagai SyncronousDRAM (SDRAM).

9 Group 4 PTIK 09

Gambar DRAM Syncronous

10 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

5. Struktur Memory Yang Lebih Besar

Sistem Memory Dinamik

Komputer modern menggunakan memoryyang sangat besar, bahkan personal komputerkecil setidaknya memiliki 32M byte memory.Workststion biasa setidaknya memiliki 128Mbyte memory. Memory yang besarmenghasilkan performa yang lebih baguskarena lebih banyak program dan data yangdigunakan dalam pengolahan dapat disimpandalam memory tersebut, sehingga mengurangifrekuensi pengaksesan informasi dalampenyimpanan sekunder.

11 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

6. Pertimbangan Sistem Memory

Pilihan chip RAM untuk aplikasitertentu tergantung pada beberapa faktor.Yang paling penting diantara faktor-faktortersebut adalah biaya, kecepatan, disipasidaya, dan ukuran chip.

12 Group 4 PTIK 09

a. Kontroller Memory

Untuk mengurangi jumlah pin, chipmemori dinamik menggunakan

b. Refresh Overhead

Perhatikanlah SDRAM yang selnyadiatur dalam 8K(=8192) baris. Misalkandiperlukan empat clock cycle untukmengakses(membaca) tiap baris. Makadiperlukan 8192X4= 32.768 cycle untukmerefresh semua baris.

13 Group 4 PTIK 09

Memory RAM Semikonduktor

7. Memori Rambus

Rambus memerlukan chip memoryyang didesain secara khusus. Chip inimenggunakan array sel berbasis padateknologi DRAM standar. Banyak bank arraysel digunakan untuk mengakses lebih darisatu word pada satu waktu. Sirkuit yangdiperlukan untuk antar muka ke saluranrambus disertakan pada chip. Chip semacamini dikenal sebagai Rambus DRAM (RDRAM).

14 Group 4 PTIK 09

C. Read- Only Memory

Chip SRAM dan DRAM volatile, artinyachip tersebut kehilangan informasi yangdisimpannya jika daya di-off. Terdapat banyakaplikasi yang memerlukan perangkat memoryyang mempertahankan informasi tersimpanjika daya di-off. Misalnya dalam komputerbiasa drive harddisk digunakan untukmenyimpan sejumlah besarinformasi, termasuk software sistem operasi.Pada saat komputer di-on, software sistemoperasi harus di-load dari disk ke dalammemory.

15 Group 4 PTIK 09

JENIS-JENIS ROM

1.PROM (Programmable Read Only Memory)

PROM adalah salah satu jenis ROM, merupakanalat penyimpan berupa memory (memory device)yang hanya bisa dibaca isinya. Prom memangtergolong memory non-volatile artinya programyang tersimpan didalamnnya tidak akan hilangwalaupun komputer dimatikan.

2.EPROM (Erasable Programmable Read OnlyMemory)

EPROM adalah jenis chip memory yang dapatditulisi program secara elektris. Program atauinformasi yang tersimpan di dalam EPROM dapatdihapus bila terkena sinar ultraviolet dan dapatditulisi kembali.

16 Group 4 PTIK 09

3.EEPROM

adalah komponen yang banyak digunakandalam komputer dan peralatan elektronik lainuntuk menyimpan konfigurasi data pada peralatanelektronik tersebut. Kapasitas atau daya tampungsimpan datanya sangat terbatas. EEPROM memilikikelebihan tersendiri dibandingkan EPROM. EEPROMdapat dihapus secara elektris menggunakan sinarultaraviolet, sehingga proses penghapusannya lebihcepat dibandingkan EPROM.

4.MEMORY FLASH

Flash Memory yang dikenal pula dengansebutan memory flash, adalah memory sejenisEEPROM yang memberikan banyak lokasi memoryuntuk dihapus atau ditulisi dalam suatu opersipemrograman.

17 Group 4 PTIK 09

D. Kecepatan, Ukuran, dan Biaya

Memory ideal sebaiknyacepat, besar, dan murah. Memory yangsangat cepat dapat diterapkan jikadigunakan chip SRAM. Sekalipun unitmemory dinamik dalam rentang ratusanmegabyte dapat diterapkan pada biaya yangmasuk akal, namun ukuran yang dapatdicapai masih kecil dibandingkan dengantuntutan program besar dengan data yanglebih besar.

18 Group 4 PTIK 09

Gambar Hierarki Memori

19 Group 4 PTIK 09

Level berikutnya dalam hierarki disebutmemory utama. Memory yang agak besar inidiimplementasikan menggunakan komponenmemori dinamik, biasanya dalam bentukSIMM, DIMM, atau RIMM. Memory utama lrbihnbesar tetapi secara signifikan lebih lambat daripada memory cache. Pada komputerbiasa, waktu akses untuk memory utamasekitar sepuluh kali lebih lama daripada waktuakses untuk cache L1. Selama eksekusiprogram, kecepatan akses memory adalah yangpaling penting. Kunci mengatur operasi sistemmemory hierarkis adalah membawa data daninstruksi yang akan digunakan kemudiansedekat mungkin dengan prosessor.

20 Group 4 PTIK 09