Hirarki dan karakteristik memori

Karakteristik Sistem Memori

Masalah yang kompleks dari memori komputer akan lebih mudah kita pelajari dengan menggolongkannya menurut karakteristiknya. 

Sistem memori komputer memiliki beberapa karakteristik penting, diantaranya
1. Lokasi:

Ada 3 lokasi keberadaan memori di dlm sistem komputer yaitu :
A. Memori Lokal (CPU)

-Memori ini built-in berada dalam CPU(mikroprosesor)

-Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU 

-Memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

-. Diakses langsung oleh prosesor dalam menjalankan operasinya

.B.Memori internal 

-Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer,

-Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga 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

C. Memori Eksternal 

- Merupakan perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan, dan penyimpanan data di luar memori utama 

- Diakses oleh prosesor melalui piranti I/O 

-Eksternal terhadap sistem komputer & berada diluar cpu
-Untuk menyimpan data/instruksi secara permanen
-Tidak diperlukan dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat di-akses langsung oleh CPU.Memori ini terdiri dari perangkat storage peripheral (disk, pita, magnet , dll)

2. Kapasitas 

·         Ukuran word

·         Banyaknya word

3. Satuan transfer

·         Word

·         Block

4.Metode Akses

·         Sequential access

·         Direct access

·         Random access

·         Associative access

5. Kinerja ·         Access time ·         Cycle time ·         Transfer rate 6. Tipe Fisik ·         Semikonduktor ·         Permukaan magnetik 7. Karakteristik Fisik ·         Volatile/nonvolatile ·         Erasable/nonerasable 8.Organisasi Bagi pengguna dua karakteristik penting memori adalah ·         Kapasitas, ·         Kinerja.

 Kapasitas Memori

·     Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte(1 byte = 8 bit) atau word, keberadaan memori di dalam sistem computer

·     Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit

·         Memori eksternal biasanya lebih besar kapasitasnya daripada memori internal, hal inidisebabkan karena teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda

Satuan Transfer (Unit of Transfer)

       Memori internal

1.                  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. Bagi memori internal, satuan transfer merupakan jumlah Bit yg dibaca atau yg dituliskan ke dlm memori pd suatu saat.. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama,sedangkan bagi  memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word (block).
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 system, addressable unit adalah word. Namun terdapat system dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang suatu alamat (A) dan jumlah (N) addressable unit adalah 2A =N.
• Unit of Transfer adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan, kedalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, transfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block

Metode Akses Memori
Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:
             -Sequential access

·         Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record.

·         Akses 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.

·         Terdapat shared read/write mechanisme untuk penulisan/pembacaan memorinya.

·         Pita magnetic merupakan memori yang menggunakan metode sequential access

-Direct access

·         Menggunakan shared R/W mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik

·          Akses dilakukan langsung pada alamat memori

·           Seperti sequential access, direct access juga menggunaka shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik

·          Akses dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir

·         Waktu aksesnya 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 dalam memori

·         Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri.

·         Waktu pencariannya tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya.

·         Contoh associative access adalah memori cache.

·         Jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan 

Kinerja Memori

Ada tiga 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.

·           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).

·         Bagi non RAM terdapat hubungan:
TN =TA +n/R
TN = Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis N bit.
TA = Waktu access rata-rata.
n = Jumlah bit.
R = Kec. transfer, dalam bit per detik (bps).

Karakteristik Fisik

Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
• 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.