gunzsit: SISTEM MEMORY

Klasifikasi memory

A. MEMORY UTAMA

Memori Semi Konduktor Random Access

Tipe Memori	Kategori	Penghapu san	Mekanisme penulisan	Volatilitas
RAM	Read-write Read-only	Electrically byte level	Electrically	Volatile
ROM	Read only memory	Tidak mungkin	Mask	Non Volatile
PROM	Read only memory	Tidak mungkin
EPROM	Read mostly memory	Sinar Ultra Violet
Flash Memory		Electrically block level
EEPROM		Electrically byte level

Menurut mekanisme yang digunakan untuk menyimpan dan memanggil data, memori utama dapat diklasifikasikan atas Random Access Memory dan Content Addressable Memory.

1. RAM (Random Access Memori)

è RAM diakses melalui alamat, semua lokasi yang dapat dialamati dapat diakses secara acak (random) dan membutuhkan waktu akses yang sama tanpa tergantung pada lokasi fisiknya didalam memori. -> Terdapat dua jenis RAM, statik dan dinamik :

* RAM dinamik tersusun oleh sel-sel yang. menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor.

* RAM statik menyimpan nilai-nilai biner dengan menggunakan konfigurasi gerbang logika flip-flop

2. CAM (content Address Memory)

è pada CAM, memori diakses berdasarkan isi bukan alamat. pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel dengan basis isi memori. -> CAM disebut juga memori asosiatif.

3. Memory cache

è Latar belakang

Memori utama yang digunakan sistem komputer pada awalnya dirasakan masih lambat kerjanya dibandingkan dengan kerja CPU, sehingga perlu dibuat sebuah memori yang dapat membantu kerja memori utama tersebut. sebagai perbandingan waktu akses memori cache lebih cepat 5-10 kali dibandingkan memori utama.

-> Prinsip kerja Cache

* Cache berisi salinan sebagian isi memori utama. Pada saat CPU membaca sebuah word memory, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word tersebut berada di cache.

* Jika word memori terdapat di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses HIT.

* Sedangkan bila tidak ada, maka blok memori utarna yang terdiri dan sejumlah word tetap akan diletakkan/dikopikan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirimkan ke CPU.

-> Elemen-elemen rancangan cache

· Ukuran cache : Ukuran cache disesuaikan kebutuhannya dalam membantu kerja memori utama. Semakin besar ukuran cache, maka semakin besar jumlah gerbang (gate) yang terdapat pada pengalamatan cache, akibatnya adalah cache yang berukuran besar cenderung untuk lebih lambat dibanding dengan cache berukuran kecil. Berdasarkan penelitian ukuran cache antara 1K sampai 512K word akan lebih optimum dalam membantu kerja memori utama. • Fungsi pemetaan (mapping) : Saluran cache lebih sedikit jumlahnya dibandingkan saluran blok memori utama sehingga perlu algoritma untuk pemetaan blok-blok memori ke dalam saluran cache dan perlu juga alat untuk menentukan blok memori utama yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan seperti pemetaan langsung, asosiatif dan asosiatif set akan menentukan bentuk organisasi cache.

· Pemetaan langsung : Teknik yang paling sederhana, yaitu memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Fungsi pemetaan mudah diimplementasikan dengan menggunakan alamat. Cache diakses dengan menggunakan alamat memori utama dianggap terdiri tiga field yaitu tag, line, dan word. Kekurangannya yang utama adalah terdapat lokasi cache yang tetap bagi sembarang blok-blok yang diketahui. Dengan demikian, apabila suatu program berulang-ulang melakukan word referensi dan dua blok yang berbeda memetakan ke saluran yang sama, maka blok-blok itu secara terus menerus akan di-swap ke daam cache, akibatnya hit ratio.-nya akan rendah.

· Pemetaan asosiatif : Mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache. Dalam hal mi, cache control logic menginterpretasikan alamat memori hanya sebagai sebuah field tag dan field word. Field tag secara unik mengidentifikasi suatu blok memori utama. Untuk Menentukan apakah suatu blok berada di dalam cache, maka cache control logic harus secara simultan memeriksa setiap tag saluran yang sesuai. Dengan pemetaan asosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok ketika sebuah blok di baca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan ini adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh saluran cache secara paralel. Algoritma penggantian : Digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode yaitu:

• Write-through : Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Keunggulannya salinan data di memori utama dan cache tetap, sedangkan kelemahannya pada proses “write” mernerlukan jumlah waktu sama dengan proses MISS.

• Write-back : Melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache. Keunggulannya proses update word cache tidak terbatas, sedangkan kelemahannya salinan data di memori utama tidak tetap /konsisten selama data termodifikasi benar-benar ada di memori utama.

· 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 diperlukan dalam waktu dekat.

Implementasi Memori Utama

1. Memori Stack : Memori Stack merupakan struktur data tidak tetap yang kembali dan digunakan untuk menyimpan parameter yang dilalui alamat dalam subroutine call dan return, memanipulasi alamat serta operasi aritmatika.

2. Memori Modular : Dalam sistem modular RAM dipisah menjadi modul-modul yang berbeda, yaitu MAR dan MBR. Penggunaan memori modular biasanya pada sistem dengan

prosesor pipeline dan prosesor array.

3. Memori Virtual

prinsip dasar memori virtual adalah kemampuan untuk mengalamati ruang penyimpanan logikal yang secara fisik lebih besar daripada ruang penyimpanan riil.

B. Memori pembantu (auxiliary memory)

• Bersifat non-volatile, yaitu jika tidak ada listrik, maka isi memori tidak hilang.

• Tidak mempengaruhi langsung fungsi CPU.

Yang termasuk memori ini adalah:

• Pita Magnetik :

• Merupakan suatu lajur plastik tipis, lebar ½ inci, yang dilapisi dengan medium perekaman magnetik.

• Biasa terbagi menjadi 7/9 track panjang pita.

• Kerapatan rekaman (bpi) yaitu 800, 1600, dan 6250 bpi.

• Terdapat satu bit paritas untuk pendeteksian kesalahan.

• Merupakan sistem SAM (Sequential Access Memory) yaitu data ditulis sesuai urutan pemunculannya.

Disk Magnetik :

• Merupakan sebuah lembaran (platter)

• Terdiri atas : sebuah kendali disk (interface), dan satu atau lebih disk (platter).

• Proses penulisan ke disk yaitu disk drive akan menimbulkan kemagnetan pada titik di atas permukaan disk yang secara langsung di bawah head.

• Proses pembacaan dan disk, head diatur agar dapat mendeteksi perubahan arah kemagnetan.

• Terbagi secara logikal dikenal sebagai organisasi disk yaitu:

Track : Sejumlah Iingkaran yang konsentris Sektor : Pembagian perrnukaan disk secara belahan yang mempunyai ukuran yang sama. Silinder : Dibentuk oleh track-track yang berhubungan pada setiap permukaan .