Memori adalah istilah generik bagi tempat penyimpanan data dalam
komputer. Memory biasanya disebut sebagai RAM, singkatan dari Random
Access Memory. Memory berfungsi sebagai tempat penyimpanan data
sementara. Memory bekerja dengan menyimpan & menyuplai data-data
penting yg dibutuhkan Processor dengan cepat untuk diolah menjadi
informasi. Karena itulah, fungsi kapasitas merupakan hal terpenting pada
memory. Dimana semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data
yang dapat disimpan dan disuplai, yang akhirnya membuat Processor
bekerja lebih cepat. Suplai data ke RAM berasal dari Hard Disk, suatu
peralatan yang dapat menyimpan data secara permanen.
Secara garis besar memori dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu memori utama dan memori pembantu.
Kapasitas memori dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit) atau word ,panjang word umumnya adalh 8,16,32 bit.
Sedangkan yang dimaksud Cache adalah : Cache beasal dari kata cash.
Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat
menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat
menympan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan
transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache
tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang
sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat. Cache memori ini
adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki
kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori
utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama)
sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama.
B.PRINSIP KERJA MEMORI & CACHE
1.PRINSIP KERJA MEMORI
CPU mengakses memori mengikut hirarki yang berbeda. Sama ada ia datang
dari bentuk storan kekal (cakera keras) atau masukan (seperti papan
kekunci), kebanyakan data akan menuju ke RAM terlebih dahulu. CPU
kemudiannya akan menyimpan setiap data yang diperlukan untuk diakses ke
dalam cache dan mengendalikan arahan (instruction) tertentu di dalam
pendaftar (register). Kita akan bicara tentang ini kemudian. Semua
komponen komputer Kita seperti CPU, cakera keras dan system operasi
(OS), bekerja bersama-sama sebagai satu pasukan, dan memori ialah satu
daripada bahagian terpenting di dalam pasukan ini. Sebaik sahaja Kita
menghidupkan komputer sehinggalah saat komputer Kita dimatikan, CPU
sentiasa menggunakan memori. Mari kita lihat sekenario ini untuk
dijadikan sebagai contoh :
Komputer akan memuatkan (load) data dari
ROM BIOS dan melaksanakan POST untuk memastikan semua komponen berfungsi
dengan baik. Semasa pemeriksaan ini dijalankan, pengawal memori (memory
controller) akan memeriksa semua alamat memori dengan melakukan operasi
baca dan tulis (read/write) untuk memastikan tiada ralat di dalam cip
memori. Baca dan tulis bermaksud data yang ditulis dengan bit dan
membaca semula bit tersebut. Komputer kemudiannya memuatkan (load)
sistem operasi dari cakera keras ke dalam sistem RAM. Umumnya, bagian
kritikal yang terdapat dalam OS akan diselenggara di dalam RAM selama
mana komputer masih dihidupkan, membolehkan CPU untuk mendapat akses
serta merta ke sistem operasi, di manaakan menambahkan performance
keseluruhan sistem.
Parameter Kerja Memori
Pada memori utama, terdapat tiga buah
parameter untuk kerja Access Time. Bagi RAM, access time merupakan waktu
yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Bagi non RAM,
access time adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca
tulis pada lokasi tertentu.
• Memory Cycle Time. Terdiri dari
access time ditambah dengan waktu tambahan yang diperlukan transient
agar hilang pada saluran signal atau untuk menghasilkan kembali data
bila data ini dibaca secara destruktif.
• Transfer Rate. Transfer
rate adalah kecepatan data agar dapat ditransfer ke unit memori atau
ditransfer dari unit memori. Pada RAM, transfer rate = 1/(waktu ikius).
Bagi non RAM terdapat hubungan:
N =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).
Satuan transfer memori
Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk dan keluar dari modul memori tiga konsep dalam satuan transfer :
Word. Ukuran word biasaya sama dengan jumlah bit yang di gunakan untuk representasi bilangan dan panjang intruksi.
Addressable Unit pada sejumlah system, Addressable Unit adalah word
hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N Addressable Unit
adalah 2a =N
Unit of transfer. Adalah jumlah bit yang dibaca atau yang dituiskan kedalam memori pada suatu saat.
Metode akses
Terdapat empat jenis metode:
• sequential access. Memori diorganisasikan Menjadi unit-unit data yang disebut record.
• direct access. Direct access meliputi shared Read/write mechanism.
Setiap blok dan record Memiliki alamat-alamat yang unik berdasarkan
Lokasi fisik.
• random access. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan Akses sebelumnya dan bersifat konstan.
• associative. Sebuah word dicari berdasarkan Pada isinya dan bukan berdasar pada alamat.
Metode sequential access dan direct access, Biasanya dipakai pada
memori pembantu.Metode Random access dan associative dipakai dalam
Memori utama.
2.prinsip kerja cache memori
Cache memori dan memori utama
Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya
pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya
dengan delay yang sangat kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak
ditemukan, prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih
rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh
prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengan
cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi
lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga
akan meningkatkan kecepatan kerja computer secara keseluruhan.
Konsep umum Cache memory
1.Rasio (kena) dan waktu akses
Rasio kena waktu (h) didefinisikan
sebagai perbandingan antara jumlah perujukan yang berhasil memperoleh
kata dari cache dengan banyaknya perujukan yang dilakukan.
Rasio luput (miss) adalah:
Waktu akses rata-rata, dengan asumsi
bahwa perujukan selalu dilakukan ke cache lebih dahulu sebelum ke
memori utama, dapat dihitung sebagai berikut:
ta : waktu akses rata-rata
tc : waktu akses cache
tm : waktu akses ke memori utama.
Setiap kali prosesor terpaksa mengakses memori utama, diperlukan tambahan waktu akses sebesar tm(1-h).
Misalnya,
bila rasio kena adalah 0,85, waktu akses ke memori utama adalah 100 ns
dan waktu akses ke cache adalah 25 ns, maka waktu akses rata-rata adalah
55 ns.
C. PERKEMBANGAN MEMORI DAN CACHE MEMORI
1.Perkembangan memori/ram
R A M
RAM yang merupakan singkatan
dari Random Access Memory ditemukan oleh Robert Dennard dan diproduksi
secara besar – besaran oleh Intel pada tahun 1968, jauh sebelum PC
ditemukan oleh IBM pada tahun 1981. Dari sini lah perkembangan RAM
bermula. Pada awal diciptakannya, RAM membutuhkan tegangan 5.0 volt
untuk dapat berjalan pada frekuensi 4,77MHz, dengan waktu akses memori
(access time) sekitar 200ns (1ns = 10-9 detik).
D R A M
Pada
tahun 1970, IBM menciptakan sebuah memori yang dinamakan DRAM. DRAM
sendiri merupakan singkatan dari Dynamic Random Access Memory. Dinamakan
Dynamic karena jenis memori ini pada setiap interval waktu tertentu,
selalu memperbarui keabsahan informasi atau isinya. DRAM mempunyai
frekuensi kerja yang bervariasi, yaitu antara 4,77MHz hingga 40MHz.
FP RAM
Fast Page Mode DRAM atau disingkat dengan FPM DRAM
ditemukan sekitar tahun 1987. Sejak pertama kali diluncurkan, memori
jenis ini langsung mendominasi pemasaran memori, dan orang sering kali
menyebut memori jenis ini “DRAM” saja, tanpa menyebut nama FPM. Memori
jenis ini bekerja layaknya sebuah indeks atau daftar isi. Arti Page itu
sendiri merupakan bagian dari memori yang terdapat pada sebuah row
address. Ketika sistem membutuhkan isi suatu alamat memori, FPM tinggal
mengambil informasi mengenainya berdasarkan indeks yang telah dimiliki.
FPM memungkinkan transfer data yang lebih cepat pada baris (row)
yang sama dari jenis memori sebelumnya. FPM bekerja pada rentang
frekuensi 16MHz hingga 66MHz dengan access time sekitar 50ns. Selain itu
FPM mampu mengolah transfer data (bandwidth) sebesar 188,71 Mega Bytes
(MB) per detiknya. Memori FPM ini mulai banyak digunakan pada sistem
berbasis Intel 286, 386 serta sedikit 486.
EDO RAM
Pada tahun 1995, diciptakanlah memori jenis Extended
Data Output Dynamic Random Access Memory (EDO DRAM) yang merupakan
penyempurnaan dari FPM. Memori EDO dapat mempersingkat read cycle-nya
sehingga dapat meningkatkan kinerjanya sekitar 20 persen. EDO mempunyai
access time yang cukup bervariasi, yaitu sekitar 70ns hingga 50ns dan
bekerja pada frekuensi 33MHz hingga 75MHz. Walaupun EDO merupakan
penyempurnaan dari FPM, namun keduanya tidak dapat dipasang secara
bersamaan, karena adanya perbedaan kemampuan.
Memori EDO DRAM banyak digunakan pada sistem berbasis Intel 486 dan kompatibelnya serta Pentium generasi awal.
SDRAM PC66
Pada peralihan tahun 1996 – 1997, Kingston
menciptakan sebuah modul memori dimana dapat bekerja pada kecepatan
(frekuensi) bus yang sama/sinkron dengan frekuensi yang bekerja pada
prosessor. Itulah sebabnya mengapa Kingston menamakan memori jenis ini
sebagai Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM). SDRAM ini
kemudian lebih dikenal sebagai PC66 karena bekerja pada frekuensi bus
66MHz. Berbeda dengan jenis memori sebelumnya yang membutuhkan tegangan
kerja yang lumayan tinggi, SDRAM hanya membutuhkan tegangan sebesar 3,3
volt dan mempunyai access time sebesar 10ns.
Dengan kemampuannya
yang terbaik saat itu dan telah diproduksi secara masal, bukan hanya
oleh Kingston saja, maka dengan cepat memori PC66 ini menjadi standar
memori saat itu. Sistem berbasis prosessor Soket 7 seperti Intel Pentium
klasik (P75 – P266MMX) maupun kompatibelnya dari AMD, WinChip, IDT, dan
sebagainya dapat bekerja sangat cepat dengan menggunakan memori PC66
ini. Bahkan Intel Celeron II generasi awal pun masih menggunakan sistem
memori SDRAM PC66.
SDRAM PC100
Chipset ini didesain untuk dapat bekerja pada
frekuensi bus sebesar 100MHz. Chipset ini sekaligus dikembangkan oleh
Intel untuk dipasangkan dengan prosessor terbaru Intel Pentium II yang
bekerja pada bus 100MHz. Karena bus sistem bekerja pada frekuensi 100MHz
sementara Intel tetap menginginkan untuk menggunakan sistem memori
SDRAM, maka dikembangkanlah memori SDRAM yang dapat bekerja pada
frekuensi bus 100MHz. Seperti pendahulunya PC66, memori SDRAM ini
kemudian dikenal dengan sebutan PC100.
Dengan menggunakan tegangan
kerja sebesar 3,3 volt, memori PC100 mempunyai access time sebesar 8ns,
lebih singkat dari PC66. Selain itu memori PC100 mampu mengalirkan data
sebesar 800MB per detiknya.
Hampir sama dengan pendahulunya, memori
PC100 telah membawa perubahan dalam sistem komputer. Tidak hanya
prosessor berbasis Slot 1 saja yang menggunakan memori PC100, sistem
berbasis Soket 7 pun diperbarui untuk dapat menggunakan memori PC100.
Maka muncullah apa yang disebut dengan sistem Super Soket 7. Contoh
prosessor yang menggunakan soket Super7 adalah AMD K6-2, Intel Pentium
II generasi akhir, dan Intel Pentium II generasi awal dan Intel Celeron
II generasi awal.
DR DRAM
Pada tahun 1999, Rambus menciptakan sebuah sistem memori
dengan arsitektur baru dan revolusioner, berbeda sama sekali dengan
arsitektur memori SDRAM. Oleh Rambus, memori ini dinamakan Direct Rambus
Dynamic Random Access Memory. Dengan hanya menggunakan tegangan sebesar
2,5 volt, RDRAM yang bekerja pada sistem bus 800MHz melalui sistem bus
yang disebut dengan Direct Rambus Channel, mampu mengalirkan data
sebesar 1,6GB per detiknya (1GB = 1000MHz). Sayangnya kecanggihan DRDRAM
tidak dapat dimanfaatkan oleh sistem chipset dan prosessor pada kala
itu sehingga memori ini kurang mendapat dukungan dari berbagai pihak.
Satu lagi yang membuat memori ini kurang diminati adalah karena harganya
yang sangat mahal.
RDRAM PC800 Masih dalam tahun yang sama, Rambus juga mengembangkan
sebuah jenis memori lainnya dengan kemampuan yang sama dengan DRDRAM.
Perbedaannya hanya terletak pada tegangan kerja yang dibutuhkan. Jika
DRDRAM membutuhkan tegangan sebesar 2,5 volt, maka RDRAM PC800 bekerja
pada tegangan 3,3 volt. Nasib memori RDRAM ini hampir sama dengan
DRDRAM, kurang diminati, jika tidak dimanfaatkan oleh Intel.
Intel
yang telah berhasil menciptakan sebuah prosessor berkecepatan sangat
tinggi membutuhkan sebuah sistem memori yang mampu mengimbanginya dan
bekerja sama dengan baik. Memori jenis SDRAM sudah tidak sepadan lagi.
Intel membutuhkan yang lebih dari itu. Dengan dipasangkannya Intel
Pentium4, nama RDRAM melambung tinggi, dan semakin lama harganya semakin
turun.
SDRAM PC133
Selain dikembangkannya memori RDRAM PC800 pada
tahun 1999, memori SDRAM belumlah ditinggalkan begitu saja, bahkan oleh
Viking, malah semakin ditingkatkan kemampuannya. Sesuai dengan namanya,
memori SDRAM PC133 ini bekerja pada bus berfrekuensi 133MHz dengan
access time sebesar 7,5ns dan mampu mengalirkan data sebesar 1,06GB per
detiknya. Walaupun PC133 dikembangkan untuk bekerja pada frekuensi bus
133MHz, namun memori ini juga mampu berjalan pada frekuensi bus 100MHz
walaupun tidak sebaik kemampuan yang dimiliki oleh PC100 pada frekuensi
tersebut.
SDRAM PC150
Perkembangan memori SDRAM semakin pesat setelah
Mushkin, pada tahun 2000 berhasil mengembangkan chip memori yang mampu
bekerja pada frekuensi bus 150MHz, walaupun sebenarnya belum ada standar
resmi mengenai frekunsi bus sistem atau chipset sebesar ini. Masih
dengan tegangan kerja sebesar 3,3 volt, memori PC150 mempunyai access
time sebesar 7ns dan mampu mengalirkan data sebesar 1,28GB per detiknya.
Memori ini sengaja diciptakan untuk keperluan overclocker, namun
pengguna aplikasi game dan grafis 3 dimensi, desktop publishing, serta
komputer server dapat mengambil keuntungan dengan adanya memori PC150.
DDR SDRAM
Masih di tahun 2000, Crucial berhasil mengembangkan
kemampuan memori SDRAM menjadi dua kali lipat. Jika pada SDRAM biasa
hanya mampu menjalankan instruksi sekali setiap satu clock cycle
frekuensi bus, maka DDR SDRAM mampu menjalankan dua instruksi dalam
waktu yang sama. Teknik yang digunakan adalah dengan menggunakan secara
penuh satu gelombang frekuensi. Jika pada SDRAM biasa hanya melakukan
instruksi pada gelombang positif saja, maka DDR SDRAM menjalankan
instruksi baik pada gelombang positif maupun gelombang negatif. Oleh
karena dari itu memori ini dinamakan DDR SDRAM yang merupakan kependekan
dari Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory.
Dengan memori DDR SDRAM, sistem bus dengan frekuensi sebesar 100-133 MHz
akan bekerja secara efektif pada frekuensi 200 – 266 MHz. DDR SDRAM
pertama kali digunakan pada kartu grafis AGP berkecepatan ultra.
Sedangkan penggunaan pada prosessor, AMD ThunderBird lah yang pertama
kali memanfaatkannya.
DDR RAM
Pada 1999 dua perusahaan besar microprocessor INTEL dan AMD bersaing
ketat dalam meningkatkan kecepatan clock pada CPU. Namun menemui
hambatan, karena ketika meningkatkan memory bus ke 133 Mhz kebutuhan
Memory (RAM) akan lebih besar. Dan untuk menyelesaikan masalah ini maka
dibuatlah DDR RAM (double data rate transfer) yang awalnya dipakai pada
kartu grafis, karena sekarang anda bias menggunakan hanya 32 MB untuk
mendapatkan kemampuan 64 MB. AMD adalah perusahaan pertama yang
menggunakan DDR RAM pada motherboardnya.
DDR2 RAM
Ketika memori jenis DDR (Double Data Rate) dirasakan mulai melambat
dengan semakin cepatnya kinerja prosesor dan prosesor grafik, kehadiran
memori DDR2 merupakan kemajuan logis dalam teknologi memori mengacu pada
penambahan kecepatan serta antisipasi semakin lebarnya jalur akses
segitiga prosesor, memori, dan antarmuka grafik (graphic card) yang
hadir dengan kecepatan komputasi yang berlipat ganda.
Perbedaan
pokok antara DDR dan DDR2 adalah pada kecepatan data serta peningkatan
latency mencapai dua kali lipat. Perubahan ini memang dimaksudkan untuk
menghasilkan kecepatan secara maksimum dalam sebuah lingkungan komputasi
yang semakin cepat, baik di sisi prosesor maupun grafik.
Selain
itu, kebutuhan voltase DDR2 juga menurun. Jika pada DDR kebutuhan
voltase tercatat 2,5 Volt, pada DDR2 kebutuhan ini hanya mencapai 1,8
Volt. Artinya, kemajuan teknologi pada DDR2 ini membutuhkan tenaga
listrik yang lebih sedikit untuk menulis dan membaca pada memori.
Teknologi DDR2 sendiri lebih dulu digunakan pada beberapa perangkat
antarmuka grafik, dan baru pada akhirnya diperkenalkan penggunaannya
pada teknologi RAM. Dan teknologi DDR2 ini tidak kompatibel dengan
memori DDR sehingga penggunaannya pun hanya bisa dilakukan pada komputer
yang memang mendukung DDR2.
DDR3 RAM
RAM DDR3 ini memiliki kebutuhan daya yang berkurang
sekitar 16% dibandingkan dengan DDR2. Hal tersebut disebabkan karena
DDR3 sudah menggunakan teknologi 90 nm sehingga konsusmsi daya yang
diperlukan hanya 1.5v, lebih sedikit jika dibandingkan dengan DDR2 1.8v
dan DDR 2.5v. Secara teori, kecepatan yang dimiliki oleh RAM ini memang
cukup memukau. Ia mampu mentransfer data dengan clock efektif sebesar
800-1600 MHz. Pada clock 400-800 MHz, jauh lebih tinggi dibandingkan
DDR2 sebesar 400-1066 MHz (200- 533 MHz) dan DDR sebesar 200-600 MHz
(100-300 MHz). Prototipe dari DDR3 yang memiliki 240 pin. Ini sebenarnya
sudah diperkenalkan sejak lama pada awal tahun 2005. Namun, produknya
sendiri benar-benar muncul pada pertengahan tahun 2007 bersamaan dengan
motherboard yang menggunakan.
Mungkin
anda pernah merasa jenuh ketika mencari file/data dari internet untuk
di dowload. Misalakan anda mencari suatu file/data. Ketika anda search,
anda akan diberikan link yang menuju ke file tersebut. Tetapi ketika
halaman dari link tersebut terbuka, mungkin anda akan diberikan lagi
alamat link baru untuk menuju ke halaman berikutnya. Begitu seterusnya,
dan pada akhirnya mungkin anda bisa mendapatkan file/data yang anda
cari, tapi mungkin juga tidak. Hal tersebut mungkin disengaja oleh
pemilik website untuk meningkatkan page view website mereka. 
