MEMORI INTERNAL

Pada kesempatan kali ini , penulis akan berbagi pengetahuan tetang internal memori , yang sebenarnya semua orang sudah banyak yang mengetahui , tapi tidak mengapa , karena ilmu itu harus di ulang-ulang agar kita dapat memahaminya dengan baik .

Kita mulai dari pengertian dari memori , menurut wikipedia , Memori (atau lebih tepat disebut memori fisik) merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori fisik bersifat sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan selama komputer tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu masih hidup). Ketika komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan dalam memori fisik akan hilang. Oleh karena itulah, sebelum mematikan komputer, semua data yang belum disimpan ke dalam media penyimpanan permanen (umumnya berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data tersebut dapat dibuka kembali di lain kesempatan. Memori fisik umumnya diimplementasikan dalam bentuk Random Access Memory (RAM), yang bersifat dinamis (DRAM).

Dari pengertian diatas , sebenarnya memori dibagi menjadi 2 , yaitu :
1. Memori Internal
2. Memori Eksternal

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.

Memory Eksternal adalah memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Dengan kata lain memory ini termasuk perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama.   

Kali ini , kita akan membahas materi yang sesuai judul , yaitu Memori Internal pada perangkat pada umumnya . Terdapat beberapa jenis memori internal , diantaranya :

A.  ROM (Read Only Memory)
 Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan. Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem. Jenis ini tidak dapat diprogram ulang.
        Jenis-Jenis ROM adalah : 
a.   PROM (Programmable ROM) 

  Memori yang diprogram dengan cara memutuskan hubungan sekering internal. PROM hanya dapat diprogram satu kali dan tidak dapat diprogram ulang ROM ini memberikan kesempatan bagi pemakai untuk mengubah data yang tersimpan secara default. Sebuah alat yang bernama PROM programmer bertugas “membakar” (burning in) chip ini. Dengan arus listrik yang kuat lokasi bit akan terbakar dan menunjukkan sebuah nilai (0 atau 1). Setelah melalui proses burningin, PROM ini tidak dapat lagi diubah-ubah isinya. 

b.      EPROM EPROM (Erasable PROM) 

 

Chip ini adalah perkembangan dari PROM. Hanya saja, EPROM ini dapat dihapus isi yang terdahulu dengan menggunakan sinar ultraviolet. Sinar tersebut melewati celah di kumpulan chip. Dengan demikian, muatan yang tersimpan dapat terlepas. Dengan kata lain, EPROM dapat dihapus dengan sinar Ultraviolet dan diprogram ulang secara elektrik yang diprogram dengan cara mengisi gerbang tersekat dari piranti. Dihapus dengan cara pemberian sinar ultra violet melalui jendela pada bagian atas IC.
            Setelah dihapus dapat diprogram ulang. 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.

B.   RAM (Random Access Memory )  

Random Access Memory disingkat dengan RAM adalahMemory 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.      Berdasarkan bahan pembuatannya, RAM dikelompokkan dalam dua bagian utama, yaitu :

     a.       Static RAM 




 

 

    Secara internal, setiap sel yang menyimpan n bit data memiliki 4 buah transistor yang menyusun beberapa buah rangkaian Flip- flop. Dengan karakteristik rangkaian Flip- flop ini, data yang disimpan hanyalah berupa Hidup (High state) dan Mati (Low State) yang ditentukan oleh keadaan suatu transistor. Kecepatannya dibandingkan dengan Dynamic RAM tentu saja lebih tinggi karena tidak diperlukan sinyal refresh untuk mempertahankan isi memory.  

       b.      Dynamic RAM.

 

     Secara internal, setiap sel yang menyimpan 1 bit data memiliki 1 buah transistor dan 1 buah kondensator. Kondensator ini yang menjaga tegangan agar tetap mengaliri transistor sehingga tetap dapat menyimpan data. Oleh karena penjagaan arus itu harus dilakukan setiap beberapa saat (yang disebut refreshing) maka proses ini memakan waktu yang lebih banyak daripada kinerja Static RAM Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, modul memori berkembang beriringan dengan perkembangan processor. Jenis DRAM ini juga mengalami perkembangan. 

   

           Jenis-jenis   RAM antara lain  : 

a.   Extended Data Output RAM (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.  

b.   Synchronous DRAM (SDRAM )

 

  Synchronous DRAM (SDRAM) dikenal sebagai SIMM SDRAM hanyalah memperbaiki kecepatan akses data yang tersimpan. Dengan proses sinkronisasi kecepatan modul ini dengan Frekuensi Sistem Bus pada prosessor diharapkan dapat meningkatkan kinerjanya. Modul EDO RAM dapat dibawa ke kecepatan tertingginya di FSB maksimum 75 MHz, sedangkan SDRAM dapat dibawa kekecepatan 100 MHz pada sistem yang sama SDRAM yang dikembangkan untuk kebutuhan server yang memiliki kinerja yang berat.   Jenis SDRAM ini dapat mencari kerusakan data pada sel memori yang bersangkutan dan langsung dapat memperbaikinya. Akan tetapi, batasan dari SDRAM jenis ini adalah, sel data yang dapat diperbaiki hanya satu buah sel saja dalam satu waktu pemrosesan data. 

 c.    Double Data Rate RAM (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.
            Dalam teknologi sebelum DDR (SD = Synchronous Dynamic), setiap clock naik ATAU turun, trigger untuk data transfer menyala. Jadi kalau ditetapkan trigger aktiv ketika turun, berarti trigger hanya akan teraktivasi ketika sinyal clock turun. Sebaliknya, jika ditetapkan trigger aktiv ketika naik, berarti trigger hanya akan teraktivasi ketika sinyal clock naik.
            Dalam teknologi DDR, setiap clock naik DAN turun, trigger untuk data transfer menyala. Jadi setiap ada perubahan dari 1 ke 0 dan dari 0 ke 1, trigger data transfer menyala. Sudah terlihat perbedaan awal antara SD dengan DDR. Pengembangan lainnya dari DDR adalah DDR2 dan DDR3. Pada DDR2, clock cycle diperbanyak. Jadi jika 1 detik pada DDR memiliki 100 clock cycle (100 sinyal naik turun) atau artinya frekuensinya 100Hz.
            Maka pada DDR2 frekuensinya menjadi 2 kali lipatnya, yaitu 200 Hz atau 200 naik-turun setiap 1 detik. Dengan trigger sama seperti DDR. Jadi DDR2 adalah hampir tepat 2 kali lipat lebih cepat dari DDR. Lihat saja spesifikasi pada RAM DDR dan RAM DDR2, RAM DDR memiliki range frekuensi 200 Hz – 600 Hz. Sedangkan RAM DDR2 range frekuensinya adalah 400 Hz – 1066 Hz. Hampir 2 kali lipat.
            Teknologi DDR3 sedikit berbeda.. Tidak lagi fokus pada clock cycle dan trigger, tetapi pada efisiensi. DDR3 menggunakan listrik yang lebih sedikit dari DDR2, yaitu 1.5v (DDR2 menggunakan 1.8v). Teknologi DDR3 mendukung “High Precision Calibration Resistors” dan “Fly-by Command Address Control Bus With On-DIMM Termination”, sehingga memiliki fitur Read-Write Calibration. Memang frekuensi DDR3 bertambah sampai 800 Hz – 1600 Hz. Tapi dilihat dari tambahan² fitur yang ada, DDR3 lebih memilih mengefisienkan pemakaian.
 DDR4 ialah sebuah memori RAM generasi terbaru dengan berbagai fitur yang telah di canggihkan. RAM DDR4 mulai di pasarkan pada tahun 2014 dan datang mulai dari ukuran 2, 4, 8, dan 16 GiB.Vendor pertama yang mulai menciptakan RAM DDR4 ini ialah dari produk Samsung pada bulan Januari 2011. Perbedaan yang paling mencolok dari DDR4 ini ialah dari notch / sebuah cohak pada kaki tembaga, frekuensi clock yang semakin tinggi, dan voltase yang semakin rendah. 

 

 Karena terlalu banyak jenis jenis ram , maka kita cukupkan saja , lalu kita lanjutkan ke pembahsan selanjutnya , yaitu Hierarki Memori.

Hierarki Memori

  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)

       Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas. Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:

1. Register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
2. Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri:
3. Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan memori cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tapi ukurannya mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak seragam, khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access (NUMA).
4. Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan dalam memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
5. Cakram Magnetis, merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer  modern. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head  yang harus dipindah-pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya.
6. Tape Magnetis, adalah suatu medium untuk perekaman magnetis, dibuat dari suatu mantel magnetizable tipisyang panjang. Kebanyakan audio, video dan penyimpanan data komputer jenis ini dikembangkan Negara Jerman, berdasar pada konsep kawat magnetis adalah Alat yang merekam dan memainkan kembali audio dan pita perekam penggunaan video adalah alat perekam dan video recorder. Suatu alat yang menyimpan data komputer pada pita perekam adalah suatu tape drive ( unit tape ).
7. Cakram Optik, adalah suatu medium penyimpanan data komputer dapat berupa vilm atau music dan data yang dapat dibaca dengan optic reader pada room dan setiap cakram optic memiliki room yang berbeda utuk setiap jeniscakram optic tertentu, jenis-jenis cakram optik

• Level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
• Level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.
• Level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation seperti Intel Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.

• CD-RW menggunakan logam perpaduan antara perak, indium, antimon, dan telurrium untuk lapisan perekaman yang dapat dugunakan untuk merekam data kapasitas 600-800 MB dapat dihapus dan direkan  mengunakan konsep pelelehan logam
• DVD-RW Format ini dikembangkan oleh Pioneer pada November 1999 Mirip dengan konsep CD-RW dengan dapat menulis dan menghapus data di dalam nya tapi kapasitas 4-6 GB
• Blu-ray Disc Nama Blu-ray diambil dari laser  biru-ungu yang digunakan untuk membaca dan menulis cakram jenis ini.Cakram Blu-ray dapat menyimpan 25 GB pada setiap lapisannya dengan menggunakan konsep Minimum “spot size” di mana sebuah laser dapat terfokus dibatasi oleh difraksi, dan bergantung pada panjang gelombang dari cahaya untuk penyimpanan lebih pada suatu daerah sama

      Bagian dari sistem operasi yang mengatur hirarki memori disebut dengan memory manager. Di era multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk mencegah satu proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses lain yang dilokasikan di primary memory, mengatur swapping antara memori utama dan disk ketika memori utama terlalu kecil untuk memegang semua proses. Tujuan dari manajemen ini adalah untuk:

1. Meningkatkan utilitas CPU.
2. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
3. Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
4. Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.

Demikian pembahasan memori internal kali ini , apabila terdapat salah informasi atau salah pengetikan bisa di komen dibawah. Sampai berjumpa dilain waktu .


sumber :

https://dodotif.wordpress.com/2014/09/21/hirarki-memori/
https://id.wikipedia.org/wiki/Memori_(komputer)
https://www.slideshare.net/apriliandapasaribu/makalah-memori-internal?from_action=save