INTERNAL MEMORY

Memori Internal

Pengertian Memori

Memori adalah bagian dari komputer tempat program–program dan data – data disimpan. Memori juga diartikan sebagai tempat informasi, dibaca dan ditulis, dimana terdapat berbagai jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harga memori.

Memory pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :
1. Internal memory
2. Eksternal memory

Memory digunakan untuk menyimpan data atau program yang akan
diproses oleh processor. Berdasarkan sifat dari data tersebut yang
berhubungan dengan pemrosesan maka dapat di katagorikan :
1. Data yang sedang diproses
2. Data yang akan diproses
3. Data yang belum diproses

Karakteristik Sistem Memori

Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum:
1. Lokasi
2. Kapasitas
3. Satuan Transfer
4. Metode Akses
5. Kinerja
6. Tipe Fisik
7. Karakter Fisik

Berikut adalah penjelasannya:

Lokasi
Ada 3 lokasi keberadaan memori dalam sistem komputer:
- "CPU" , memori ini built-in berada dalam CPU ( Mikroprosesor )dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU, memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

- "Internal" , memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara. Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM.

- "External" , Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O. Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.


Kapasitas

- Ukuran word
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
- Jumlah word
Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

Satuan Transfer

- Word , merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
- Block , adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word

Metode Akses

Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, yaitu:

- Sequential access
Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi.
Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.

- Direct access

Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.

- Random access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama.

- Associative access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

Kinerja

Ada 3 buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :

- Access time (Waktu Akses)
Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu

- Cycle time (Waktu Siklus)
Waktu siklus adalah waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

- Transfer rate (Laju Pemindahan)
Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus).
Sedangkan bagi non-RAM berlaku persamaan sebagai berikut :

TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.
TA = Waktu akses rata-rata
N = Jumlah bit
R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

Tipe Fisik

- Semikonduktor

 Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

- Magnetik

 Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

Karakter Fisik

- Volatile dan Non-volatile
Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

- Erasable dan Non-erasable
Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.

Tiga konsep Unit of Transfer yang saling berhubungan bagi internal
memori :

1. Word
Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan dan panjang instruksi.

2. Addressable Units
Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Namum terdapat sistem yang mengijinkan pengalamatan pada tingkat byte.

3. Unit of Transfer
Satuan ini merupakan jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan kedalam memory pada suatu saat. Satuan transfer tidak perlu sama dengan word atau addressable unit. Bagi external memory seringkali data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word dan hal ini dikenal sebagai block.


1. Hierarkhi Memory

Spektrum dari teknologi didalam sistem memory :
• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga
perbit
• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga
perbit
• Semakin besar kapasitas, semakin lama waktu

akses

jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :
• Penurunan harga perbit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama ) ♦
• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :
• Penurunan harga perbit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama ) 
• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

Memori pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :

1. Main Memory, disebut juga Internal Memory ,

contoh: RAM)

2. Secondary Memory ,disebut juga External Memory,

contoh Hard Disk, RAID, Magnetic Tape dsb.)

Berdasarkan Lokasinya , ada 3 jenis memori

1. Processor Memory (contoh: register)

2. Main Memory (contoh: RAM)

3. External Memory (contoh: Hard Disk, RAID , CD-ROM, Tape)

Berdasarkan Fisik , ada 3 Jenis Memori

1. Semiconductor Memory

contoh: RAM, ROM, EEPROM, FLASH

2. Magnetic Memory

contoh: Hard Disk ,Disket, Magnetic Tape

3. Optical Memory

contoh: CD/R , CD/RW, DVD

2. Tipe tipe memory Semikonduktor

1. RAM (Random Access Memory )

• Static RAM SRAM,struktur terbuat dari komponen

Transistor Bipolar

• Dinamic RAM DRAM ,struktur terbuat dari komponen Capacitor

2. ROM ( Read Only Memory )

• Mask ROM programmed by factory

• PROM ( Programmable ROM ) programmed by user

- Erasable PROM ( EPROM ) → UV Light ; Chip

- Level. Electrically Erasable PROM → Electrical Byte Level.

- Flash ROM → Electrical ; Block Level.

RAM & ROM

 

RAM

A. Random Access Memory (RAM)

Merupakan memory Baca Tulis dimana isi dari RAM dapat diupdate setiap saat dan bersifat volatile serta digunakan data / instruksi selama pemrosesan berlangsung.

- Dinamic RAM :

• Terbuat dari bahan kapasitif

• Memerlukan daya operasional yang relatif kecil ➢ Kerapatan perkeping

   IC yang besar

• Memerlukan rangkaian Refresh

• Harga lebih murah

• Effisien untuk sistem sistem besar

• Kecepatan proses yang relatif lambat dibanding RAM Statis

- Static RAM :

• Terbuat dari sistem transistor bipolar

• Memerlukan daya operasional yang relatif besar

• Tidak memerlukan rangkaian Refresh, karena sifat dari transistor.

• Kerapatan perkeping IC yang sedikit ( kecil )

• Harga lebih mahal

• Kecepatan proses yang tinggi

• Effisien untuk sistem sistem kecil dan sistem yang memerlukan kecepatan pemrosesan yang tinggi.

Ada 4 Metoda Akses Memori

1. Metoda Sequential Access

• Akses data dilakukan secara berurutan , seperti pada pita magnetik.

• Akses Data sangat lambat, karena data yang akan di akses diurut secara serial satu demi satu.

• Contoh: Magnetic Tape Back Up Cartridge.

2. Metoda Direct Access

• Akses Data dilakukan secara langsung, berdasarkan posisi track dan sector.

• Akses Data relatif lebih cepat, dibanding Sequential Access.

• Contoh : Hard Disk , Floppy Disk (disket)

3. Metoda Random Access
• Akses Data dilakukan dengan bantuan rangkaian Address Decoder
• Address Decoder akan menghasilkan alamat data yang akan diakses
• Akses Data Cepat , lebih cepat daripada Direct Access
• Contoh: RAM (= random access memory)
4. Metoda Associative Access
• Akses Data dilakukan dengan cara “compare” , yaitu membandingkan “isi” data yang dicari dengan “key”-nya, bukan berdasarkan alamat data
• Jika “matched” maka data yang dicari ditemukan
• Akses Data sangat Cepat , contoh: Cache Memory

Karakteristik Fisik dari Memori
1. Volatile > < Non-Volatile
Volatile :
• Listrik mati, Data hilang
• Penyimpanan dalam memori jenis ini tidak-permanent
• Contoh: RAM (EDO-RAM, SDRAM, DDRAM) Non-Volatile :
• Listrik Mati, Data Tidak Hilang
• Penyimpanan dalam memori jenis ini bersifat-permanent

• Contoh: EPROM, EEPROM, Flash Memory

2. Erasable > < Non-Erasable
Erasable : Data dapat dihapus , untuk kemudian bisa diisi ulang
Contoh:
1. EPROM (= Erasable Programmable Read Only Memory) dihapus dgn
sinar Ultra Violet
2. EEPROM (=Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
dihapus dgn listrik
3. FLASH Memory dihapus dgn listrik
Non Erasable : Data tidak dapat lagi dihapus , media ini “mono-use”
sekali pakai , Salah isi data, berarti harus dibuang, ganti
media yang baru lagi


Contoh: ROM (Read Only Memory) , PROM (Programmable ROM)

ROM

 

Read Only Memory

ROM adalah memory yang berisi program yang bersifat tetap / tidak berubah sepanjang sistem yang digunakan memungkinkan.
Aplikasi penting dari ROM meliputi :
• Microprogramming
• Library subroutine bagi fungsi – fungsi yang sering diperlukan
• Program program sistem
• Tabel tabel fungsi
Sebelum operasi dari sistem komputer diaktifkan maka isi dari ROM akan di-load terlebih dahulu ke dalam RAM →POST ( Power On Self Test )
Permasalahan yang ada pada sistem ROM :
• Langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi
• Tidak boleh terjadi kesalahan sekecil apapun. Apabila ternyata dijumpai kesalahan pada satu bitnya maka ROM tersebut tidak dapat digunakan. Untuk mengatasi hal tersebut diatas maka dibuatlah ROM yang dapat diprogram dan dihapus seperti halnya RAM.

Tiga macam Read mostly memory :

• EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )
• EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read Only Memory )
• Flash ROM / Flash Memory

ROM (Read Only Memory) merupakan jenis memori yang sangat berbeda dengan RAM. Pada ROM data bersifat permanen, tidak bisa diubah dimana ini menguntungkan untuk penyimpanan data yang permanen. Namun terdapat kerugian yaitu jika terdapat kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan –penyisipan.
• PROM (Programmable ROM) merupakan jenis memori non-volatile yang terbagi atas tiga macam yaitu EPROM, EEPROM dan flash memory. EEPROM electrically erasable programmable read only memory.
• Jenis memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi
sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update.

SEL MEMORI

1. Elemen terkecil dari memori disebut Memory Cell (= sel memori)
2. Elemen Memori mampu menyimpan 1 bit data , yaitu bit “1” atau bit “0”
3. Elemen memori dibangun dari sebuah“Flip Flop”yang tak lain merupakan
sebuah bistable multivibrator.
4. Elemen memori berifat Read / Write, artinya data di dalam elemen memori tersebut bisa dibaca,dan sebaliknya kedalam elemen memori tersebut bisa di simpan sebuah data baru.

Ada 3 jenis Sinyal dalam sebuah sel memori
1. R/W signal, sebagai sinyal pengendali proses baca tulis
2. Select Signal, sebagai sinyal untuk memilih alamat sel
3. Data IN / OUT signal, yaitu merupakan data dari sel memori tersebut

 

Sumber :

http://www.mercubuana.ac.id “Handout Organisasi dan Arsitektur”, UPI-YPTK Hayati Nur, 2017, ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER, UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 

http://kevinandrewunity.blogspot.com/2014/10/karakteristik-sistem-memori.html Arsitektur dan Organisasi Komputer Pusat Bahan Ajar dan eLearning Tim Dosen  

http://jovanjunior007.blogspot.com/2014/10/karakteristik-sistem-memory.html 

http://zonanyasyamsul.blogspot.com/2014/10/karakteristik-sistem-memori.html