PENGERTIAN DAN JENIS PROCESSOR
PENGERTIAN DAN JENIS PROCESSOR
]Di dunia saat ini telah dikenal berbagai macam tipe prosesor berdasarkan kapasitas tampungannya (bit), yakni processor 16 bit,32 bit dan yg baru saat ini 64 bit. Maksud baru disini ditujukan buat komputer kelas PC Desktop bukan Server loh.
nah dari berbagi macam jenis processor tersebut di atas apa perbedaannya ?
perbedaan terletak pada kapasitas atau daya tampung (bit) nya, misalnya 16 bit memiliki daya tampung hanya sebesar 16 bit, atau hanya mampu diisi dengan nilai sebesar 65.534 tidak lebih, kalau lebih maka jadinya negatif atau -1. Kok bisa? Nah tentang itu akan dijelaskan di lesson selanjutnya, sabar aja ok?. Lalu pada processor 32 bit maximal daya tampungnya lebih besar dibandiingkan dengan 16 bit, yaitu sebesar 4.294.967.294, dan terakhir processor 64 bit memiliki daya tampung yang tentu lebih besar dari 32 bit, yaitu sebesar 18.446.744.073.709.551.614, wuih besar ya. Nah itulah mengapa komputer dengan bit lebih besar larinya lebih kencang. Kenapa? Logikanya begini:
Cepat atau tidaknya suatu komputer itu tergantung dengan seberapa cepat processor dalam memproses instruksi, lebih cepat prosesnya maka lebih cepat pula larinya, nah bagaimana agar processor bisa memproses dengan cepat? Perbesarlah tampungannya. Hal ini sama dengan apabila anda disuruh membawa 10 ton beras menggunakan 1 becak dengan menggunakan 1 truk, lebih cepat selesai yang mana pekerjaannya? Yang pakai becak atau truk? Tentu saja truk, karena daya muatnya yang lebih besar dibandingkan becak. CLear?
JENIS-JENIS PROCESSOR :
Meski di pasaran ada banyak merk processor yang banyak beredar, namun kami mencoba menyempitkan pilihannya dengan membaginya menjadi dua bagian. Hal ini berdasarkan ketersediaan dan kebutuhan. Bagian yang pertama adalah processor Intel Pentium 4 family dan yang kedua AMD Athlon 64 Family.
Kedua merk processor tersebut merupakan merk yang paling banyak dicari dan digunakan oleh kebanyakan orang dan keduanya memiliki beberapa fitur yang cukup berbeda. Di antaranya adalah Intel menggunakan long instruction pipelines yang didesain menghasilkan skala kecepatan clock supertinggi. Sedangkan pada AMD sendiri tidak menggunakan fitur tersebut, melainkan lebih menggunakan fitur shorter Instruction pipelines yang menghasilkan efisiensi yang baik namun sayangnya tidak bisa menghasilkan skala kecepatan yang tinggi. Untuk kalangan umum pastinya kedua hal tersebut akan membingungkan, karenanya kami akan mencoba menjelaskan bagaimana kelebihan dan kerurangan dari masing-masing merk processor.
Intel Pentium 4 Family
Biasa disebut Pentium 4. Meski dalam satu keluarga namun memiliki kecepatan yang berbeda-beda. Demikian juga dengan socket yang digunakan. Versi terbanyak yang digunakan Pentium 4 adalah menggunakan socket 478. Pada versi terbarunya telah menggunakan socket LGA 775 untuk mendukung beberapa motherboard keluaran terbaru.
Prescott
Merupakan generasi pertama Pentium 4 yang memiliki 1 MB L2 cache dan memiliki kecepatan 3,8 GHz. Namun, pada processor ini memiliki kendala yang cukup signifikan, yaitu memiliki panas yang cukup tinggi. Dan processor ini belum mendukung operating system dan aplikasi 64-bit. Segi baiknya, processor ini memang memiliki kinerja yang baik untuk menunjang kebutuhan multiaplikasi dan gaming.
Pentium 4 Extreme Edition
Merupakan jajaran processor premium dari Intel, untuk CPU desktop PC. Yang terbaru juga telah menggunakan socket LGA 775 dan berjalan di atas 3,46 GHz dengan fitur 512 K L2 cache ditambah dengan 2 MB L3 cache dan FSB sebesar 1066 MHz. Ia juga tersedia dalam versi 64-bit CPU.
Pentium D
Keluarga CPU Intel yang memiliki arsitektur dual-core. Beberapa seri yang sudah tersedia, di antaranya Pentium D 840, 830, dan 820 yang memiliki clock dari 2,80 sampai 3,20 GHz dengan FSB 800 MHz. Dengan L2 cache yang dimilikinya 2×1 Mb. Dengan dual-core, diharapkan mampu melakukan pemrosesan data dengan waktu yang lebih singkat. Selain itu, processor ini telah dilengkapi dengan EMT64T (Extended Memory 64 Technology) yang mendukung operating system dan aplikasi 64-bit.
Jika Anda tertarik untuk membeli processor keluaran Intel, agaknya jajaran processor Pentium D adalah pilihan ideal. Dual-core dan dukungan 64-bit menjadi alasan utama. Karena ke depannya semua aplikasi dan operating system akan menggunakan 64-bit. Di samping harga jual processor ini terbilang cukup relevan, yaitu sekitar US$279.
AMD Athlon 64 Family
AMD memiliki tiga jenis processor dengan performa yang berbeda. Yaitu, Athlon 64 dan FX Series, juga Sempron. Meski dari ketiganya memiliki basic teknologi yang sama, namun beberapa fitur dan harga yang ditawarkan memiliki perbedaan yang cukup berarti.
Pada dasarnya, processor AMD Athlon 64 mampu menghasilkan kecepatan yang tinggi terhadap aplikasi yang menggunakan banyak floating point dan kebutuhan bandwidth yang besar. Mengapa demikian?
AMD Athlon 64
Pada processor ini memiliki dua versi. Versi yang pertama yang masih menggunakan memory single-channel. Yaitu Athlon 64 yang menggunakan socket 75. Sedangkan yang kedua menggunakan socket 939 dan sudah memiliki teknologi memory dual-channel. Untuk harga, sudah barang tentu Athlon 64 754 memiliki harga yang lebih murah dibanding 939. Keduanya memiliki L2 cache sebesar 1 MB, sedangkan untuk kecepatan yang ditawarkan beragam, mulai dari 2,4 GHz sampai dengan 3,0 GHz.
Athlon 64 FX
Processor ini merupakan processor yang paling tepat untuk menunjang para gamer, karena selain dilengkapi dengan L2 cache sebesar 1 MB dengan kecepatan terendah yang ditawarkan sebesar 2,6 GHz. Pada processor keluaran AMD baik Athlon 64 ataupun Athlon 64 FX sudah mendukung aplikasi dan operating system 64-bit. Dan kini AMD telah mengeluarkan processor dualcore, yaitu AMD Athlon 64 X2, masih menggunakan socket 939.+
MEMORY
ARSITEKTUR SISTEM MEMORI
I. TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI
Ada 2 teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :
a. Memori Magnetic Core (tahun 1960)
Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja.
Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori).
b. Memori Solid State
Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :
• CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.
• Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)
II. ORGANISASI MEMORI
• Salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan system penyimpanan yang besar.
• Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori
Contoh : Cross bar switch
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order
• Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.
• Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak.
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order
• Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data.
Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.
• Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama.Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.
• Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Inteleave Low Order
III. JENIS MEMORI
a. Memory Read Only (ROM)
• Peralatan memori yang dapat dibaca namun tidak dapat ditulis oleh CPU
Contoh : Switch Mekanis (computer menggunakannya untuk menyimpan konstansta yang digunakan untuk menentukan konfigurasi system(jumlah memori utama).
• PROM (Programming Read Only Memory) adalah ROM yang diprogram oleh pabrik pembuatnya dan kita tidak bisa mengubah isinya.
• EPROM (Erasable PROM) adalah ROM yang dapat dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian deprogram kembali.
• EAROM(Electrically Alterable ROM) ROM yang dapat deprogram oleh computer dengan menggunakan operasi arus tinggi (high current) khusus, digunakan untuk menyimpan informasi yang jarang sekali berubah, contohnya : informasi konfigurasi.
b. Memory Read / Write
Memori Read/Write dapat diklasifikasikan menurut sifat pengoperasiannya adalah :
1. Sifat Fisik
v Statis lawan Dinamis
Static RAM (SRAM)
• Untuk setiap word apabila telah ditulis tidak perlu lagi dialamatkan atau dimanipulasi untuk menyimpan nilainya.
• Tidak perlu penyegaran
• Dibentuk dari flip-flop yang nmeggunakan arus kecil untuk memelihara logikanya.
• Digunakan untuk register CPU dan peralatan penyimpanan berkecepatan tinggi.
• Merupakan sirkuit memori semikonduktor yang cepat dan mahal.
Dynamic RAM (DRAM)
• Dibentuk dari kapasitor (peralatan yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik) dan transistor
• Menggunakan sirkuit pembangkit
• Waktu siklusnya 2 kali access time (waktu access baca) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk memanggil kembali data dari peralatan.
• Perlu penyegaran
v Volatil lawan Non-Volatil
Memori Volatile
Membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya. Contoh : RAM Static dan Dynamic
Memori Non Volatile
Tidak membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya.
Contoh : ROM
v Read Destruktif lawan Read Non-Destruktif
Memori Read Destruktif
• Apabila dalam proses membaca word memori tersebut juga menghancurkan nilainnya.
• Mempunyai 2 fase operasi yaitu read cycle dan restore cycle
• Selama akses baca system penyimpan pertama kali akan membaca word dan selama akses tulis system penyimpanan pertama kali akan membaca word, yang mengakibatkan waku akses baca akan lebih pendek daripada waktu tulis.
Contoh : DRAM
Memori Read Non-Destruktif
• Dalam proses membaca word, memori tersebut tidak dapat dihancurkan.
• Contohnya : SRAM dan ROM
v Removable lawan Permanen
Memori Removable
• Memori yang elemen aktifnya dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : disket.
Memori Non Removable
• Memori yang elemen aktifnya tidak dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : RAM dan hard disk
2. Organisasi Logis
• Teralamatkan (addressed)
Memori yang menggunakan alamat untuk menentukan sel yang dibaca dan ditulis.
• Asosiatif
Memori yang menggunakan isi dari bagian word untuk menentukan sel yang dibaca atau ditulis
• Akses Urut
Memori yang menggunakan piya magnetis untuk mengakses data secara urut.
3. Memori Archival
• Memori non volatile yang dapat menyimpan banyak data dengan biaya yang sangat sedikit dan dalam jangka waktu yang lama.Contoh : Tape(Pita), Disk dan Disk Optis
• Disk Optis menyimpan data dengan mengubah secara internal sifat reflektif dari bidang kecil yang ada pada disk dan membaca data dengan cara mendeteksi secara visual yang telah diubah.
• WORM Memori (Word Once Read Many Times) ideal untuk menyimpan archival, karena bila sekali telah ditulis ia secara fungsional menjadi ROM.
IV. SISTEM MEMORI UTAMA
• Tahun 1960-an para programmer system mengembangkan system pengoperasian multiprogramming, yang memanfaatkan atau menggunakan memori utama yang sangat besar.
• Komputer yang hanya mempunyai satu system memori utama dikatakan mempunyai one-level strorage system(system penyimpanan tingkat satu)
• Komputer yang mempunyai memori virtual menggunakan multilevel storage system (system penyimpanan bertingkat)
• Penyimpanan multilevel mempunyai memori sentral(internal) yaitu memori utama dan register CPU sebagai primary memory dan peralatan penyimpanan eksternal seperti hardisk dan disket sebagai secondary memory memori sekunder.
V. RELOKASI PROGRAM DAN PROTEKSI MEMORI
• Multiprogramming adalah cara yang tepat untuk meningkatkan kegunaan CPU dengan cara memungkinkan beberapa tugas berada dalam memori pada waktu yang bersamaan.
• Berhasilnya multiprogramming ditentukan antara lain oleh :
o Relokasi Program
- Dengan cara menmpatkan program dimana saja dalam memori
- Initial Program Relocation (Relokasi Program Awal) adalah proses merelokasi program tempat system pengoperasian pertama kali.
- Dynamic Program Relocation (Relokasi Program Dinamis) adalah system pengoperasian dapat memindahkan program dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam memori utama setelah program dijalankan.
o Proteksi Program
- Mencegah suatu program mengakses memori yang telah diberikan oleh system pengoperasian ke program yang lain.
- Contoh relokasi program dan proteksi adalah IBM System/360 dan CDC 6600
- IBM System/360
§ Menggunakan Register Base untuk merelokasi program
§ Menggunakan relokasi program awal
§ Menggunakan key-controlled memory protection untuk proteksi memori.
- CDC 6600
§ Mempunyai register khusus yaitu Relocation Address (RA/Register Alamat Relokasi) untuk merelokasi program.
§ Menggunakan relokasi program awal
VI. MEMORI CACHE
• Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama.
• Memori akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memori dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memori.
• Dengan memasukan memori chace antara peralatan cepat dan system memori yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memori yang cepat.
• Kegunaan Memori Cache adalah :
w Program cenderung menjalankan instruksi yang berurutan, menyebabkan instruksi tersebut berada didekat lokasi memori.
w Program biasanya mempunyai simpul untuk tempat menjalankan kelompok instruksi secara berulang-ulang.
w Compiler menyimpan array dalam blok lokasi memori yang bersebelahan.
w Compiler biasanya menempatkan item data yang tidak berhubungan didalam segmen data.
• Cache terdiri dari sejumlah cache entries(entry cache) dan setiap entri cache terdiri dari 2 yaitu
o Memori Cache
§ merupakan SRAM berkecepatan tinggi
§ data yang disimpan merupakan kopi dari data memori utama yang terpilih pada saat itu atau data yang baru disimpan yang belum berada didalam memori.
o Address Tag (Tag Alamat)
§ Menunjukan alamat fisik data yang ada dalam memori utama dan beberapa informasi valid
• Cara kerja Cache adalah :
o Ketika CPU mengakses memori maka system penyimpanan akan mengirim alamat fisik ke cache
o Membandingkan alamat fisik tersebut dengan semua tag alamat untuk mengetahui apakah ia menyimpan kopi dari sebuah data.
o Cache HIT adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses memori ke word yang telah ada didalam memori cache tersebut secara cepat megembalikan item data yang diminta.
o Cache MISS adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses ke data yang tidak berada dalam cache, cache akan menjemput item tersebut dari memori, dimana hal ini mebutuhkan waktu yang lebih lama dari cache hit.
o Jika cache tidak menyimpan data, maka akan terjadi cache miss dan cache akan menyampaikan alamat ke system memori utama untuk membaca.
o Jika data yang dating dari memori utama, maka CPU atau cache akan menyimpan kopinya dengan diberi tag alamat yang tepat.
• Ada 2 sebab mengapa cache bekerja dengan baik :
§ Cache beroperasi secara paralel dengan CPU
- Word tambahan yang dimuatkan setelah terjadi cache miss tidak akan mengganggu kinerja CPU.
§ Prinsip Lokalitas Referensi
- CPU akan meminta data baru
• Setiap cache mempunyai dua sub system yaitu :
§ Tag Subsystem
- Menyimpan alamat dan menentukan apakah ada kesesesuaian data yang diminta.
§ Memory subsistem
- Menyimpan dan mengantarkan data.
• Memori Cache menggunakan teknik pemetaan yang berbeda untuk memetakan alamat memori ke dalam alamat lokalnya, yaitu :
§ Cache Asosiatif
- Disebut juga Fully Associative Cache.
- Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional
- Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori
- Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan
§ Direct Mapped Cache (Cache yang dipetakan langsung)
- Membagi memory utama menjadi K kolom dengan N refill line per kolomnya
§ Set Cache Asosiatif
- Mengkombinasikan organisasi asosiatif dan direct (langsung)
- Mengorganisir memori utama dan memorinya sendiri menjadi kolom jalur refil N
§ Sector Mapped Cache (Cache yang dipetakan sector)
- Merupakan modifikasi dari cache asosiatif
- Jalur refill memori utama dan cache dikelompokan menjadi sector yang disebut row(baris)
VI. MEMORI VIRTUAL
• Ada 2 teknik yang digunakan memori virtual utnuk memetakan alamat efektif kedalam alamat fisik yaitu :
§ Paging
- Adalah teknik yang berorientasi hardware untuk mengelola memori fisik
- Menggunakan paging agar program besar dapat berjalan pada komputer yang mempunyai fisik kecil.
- Hardware memori virtual membagi alamat logis menjadi 2 yaitu virtual page number dan word offset.
- Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang berukuran tertentu.
§ Segmentasi
- Adalah teknik yang berorientasi pada struktur logis dari suatu program.
- Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang ukuran berubah-ubah.
- Segmen yang berisi kode prosedur disebut kode segmen dan yang berisi data disebut data segmen
Perbedaan Paging dengan Segmentasi adalah :
§ Paging berorientasi pada hardware dan segmentasi pada struktur logis dari suatu program.
§ Segmen cenderung jauh lebih besar dari paging.
§ Segmen mempunyai jangkauan ukuran page dan page hanya mempunyai satu ukuran tertentu untuk suatu system tertentu.
§ Dalam segmentasi seluruh program tidak perlu dibuat sebagai modul tunggal untuk diisikan ke dalam memori sebagai sebuah unit
§ Dalam segmentasi, alamat logis mempunyai 2 bagian, yaitu segement number dan byte offset.
VII. MASALAH DESIGN MEMORI
• Kecepatan Memori lawan kecepatan CPU :
§ Awal tahun 1960 – 1980, kecepatan memori dan CPU meningkat, namun rasio keseluruhan antara keduanya relatif.
§ Pada era ini kecepatan memori biasanya kurang lebih 10 kali lebih lambat dari kecepatan CPU.
§ CDC:6600, 7600, CRAY 1 dan CRAY X-MP untuk super komputer waktu akses memorinya 10 sampai 14 waktu siklus CPU.
§ VAX 11/780, 8600 dan 8700 untuk mini computer waktu akses memorinya 4 sampai 7 kali siklus CPU
§ Pertengahan tahun 1980, kecepatan CPU jauh lebih meningkat hingga 50 kali kecepatan memori, contoh CRAY
§ Keuntungan dari perubahan ini adalah :
§ Memori besar umumnya memerlukan hardware khusus untuk mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, yang menambah waktu akses memori efektif.
§ CPU yang paling cepat merupakan pipelined.
• Ruang Alamat Memori :
§ Semakin besar ruang alamat memori yang disediakan maka akan semakin baik namun harus diperhatikan pula bahwa dalam perubahan tersebut tidak harus merubah secara keseluruhan dan mendasar daripada arsitektur yang telah dibangun.
• Keseimbangan antara kecepatan dan biaya :
§ Sifat dari Teknologi Memori
- Harga unitnya turun dengan sangat cepat, sedangkan kecepatannya secara perlahan meningkat.
- Adanya berbagai kecepatan dan biaya dalam peralatan memori
§ Ada tiga penggunaan teknologi RAM dalam system computer untuk memanfaatkan variasi ini adalah :
- Peralatan lambat, murah untuk memori utama
- Peralatan cepat untuk cache
- Peralatan sangat cepat, mahal untuk register
• Memori dalam system computer dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Internal Processor Memory
2. Main Memory (Primary Memory)
3. Secondary Memory (Auxiliary/Backing Memory)
• Karakteristik Memori :
§ Access Time
§ Access Modes
§ Alterability
§ Permanence of Storage
§ Cycle Time and Data Transfer Rate
§ Physical Characteristics
• Metode Akses :
§ Random Access Memory
Lokasi memori dapat dicapai secara acak dan waktu akses tidak bergantung pada lokasi yang sedang diakses
§ Serial Access Memory
Mekanisme akses digunakan bersama-sama oleh seluruh lokasi
Dynamic Random Access Memory
Random akses memori dinamis (DRAM) merupakan jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain.
Keuntungan dari DRAM adalah kesederhanaan struktural: hanya satu transistor dan kapasitor yang diperlukan per bit, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM. Hal ini memungkinkan DRAM untuk mencapai kepadatan sangat tinggi. Tidak seperti flash memori, memori DRAM itu mudah "menguap" karena kehilangan datanya bila kehilangan aliran listrik.
[sunting] Prinsip Kerja
DRAM biasanya diatur dalam persegi array satu kapasitor dan transistor per sel. Panjang garis yang menghubungkan setiap baris dikenal sebagai "baris kata". Setiap kolom sedikitnya terdiri dari dua baris, masing-masing terhubung ke setiap penyimpanan sel di kolom. Mereka biasanya dikenal sebagai + dan - bit baris. Amplifier perasa pada dasarnya adalah sepasang inverters lintas yang terhubung antara bit baris. Yakni, inverter pertama terhubung dari + bit baris ke - bit baris, dan yang kedua terhubung dari - baris ke bit + baris. Untuk membaca bit baris dari kolom, terjadi operasi berikut:
1. Amplifier perasa dinonaktifkan dan bit baris di precharge ke saluran yang tepat sesuai dengan tegangan yang tinggi antara menengah dan rendahnya tingkat logika. Bit baris yang akan dibangun simetris agar mereka seimbang dan setepat mungkin.
2. Precharge sirkuit dinonaktifkan. Karena bit baris yang sangat panjang, kapasitas mereka akan memegang precharge tegangan untuk waktu yang singkat. Ini adalah contoh dari logika dinamis.
3. "Baris kata" yang dipilih digerakkan tinggi. Ini menghubungkan satu kapasitor penyimpanan dengan salah satu dari dua baris bit. Charge ini dipakai bersama-sama oleh penyimpanan sel terpilih dan bit baris yang sesuai, yang sedikit mengubah tegangan pada baris.Walaupun setiap usaha dilakukan untuk menjaga kapasitas di penyimpanan sel tinggi dan kapasitas dari baris bit rendah, Kapasitasnya proporsional sesuai ukuran fisik, dan panjang saluran bit baris yang berarti efek net yang sangat kecil gangguan per satu bit baris tegangan.
4. Amplifier perasa diaktifkan. Tanggapan positif (Positive feedback) mengambil alih dan menperkecil perbedaan tegangan kecil sampai satu baris bit sepenuhnya rendah dan yang lain sepenuhnya tinggi.Pada tahap ini, baris "terbuka" dan kolom dapat dipilih.
5. Read data from the DRAM is taken from the sense amplifiers, selected by the column address. Membaca data dari DRAM diambil dari amplifiers perasa, dipilih oleh kolom alamat. Banyak proses membaca dapat dilakukan saat baris terbuka dengan cara ini.
6. Sambil membaca, saat ini mengalir cadangan yang bit baris dari perasa amplifiers untuk penyimpanan sel. Ini kembali dalam charge (refresh) penyimpanan sel. Karena panjang bit baris, hal ini membutuhkan waktu yang cukup lama pada perasa amplifikasi, dan tumpang tindih dengan satu atau lebih kolom.
7. Saat selesai dengan baris saat ini, baris kata dinonaktifkan untuk penyimpanan kapasitor (baris "tertutup"), perasa amplifier dinonaktifkan, dan bit baris diprecharged lagi.
Biasanya, produsen menetapkan bahwa setiap baris harus refresh setiap 64 ms atau kurang, menurut standar JEDEC . Refresh logika umumnya digunakan dengan DRAMs untuk me-refresh secara otomatis. Hal ini membuat sirkuit yang lebih rumit, tetapi ini biasanya kekecewaan terhapuskan oleh fakta bahwa DRAM adalah lebih murah dan kapasitas lebih besar dari SRAM. Beberapa sistem refresh setiap baris dalam sebuah lingkaran yang ketat terjadi sekali setiap 64 ms.Sistem lain refresh satu baris pada satu waktu - misalnya, dengan sistem 2 13 = 8192 baris akan memerlukan refresh rate dari satu baris setiap 7,8 μs (64 ms / 8192 baris). Beberapa waktu-nyata sistem refresh sebagian memori pada satu waktu berdasarkan waktu eksternal yang memerintah pengoperasian dari sistem, seperti blanking interval vertikal yang terjadi setiap 10 sampai 20 ms video dalam peralatan. Semua metode memerlukan beberapa jenis counter untuk melacak yang baris berikutnya adalah untuk refresh. Hampir semua DRAM chips yang memasukan counter; beberapa jenis yang tua memerlukan refresh logika eksternal. (Pada beberapa kondisi, sebagian besar data di DRAM dapat dipulihkan walaupun belum DRAM refresh selama beberapa menit.)
[sunting] Waktu Memori(Memory Timing)
"50 ns" "60 ns" Deskripsi
tRC 84 ns 104 ns Siklus waktu membaca atau menulis random
tRAC 50 ns 60 ns Waktu akses: / RAS rendah untuk keluar data yang valid
tRCD 11 ns 14 ns /Rendah untuk RAS / CAS rendah waktu
tRAS 50 ns 60 ns /RAS lebar pulse (minimum / RAS rendah waktu)
tRP 30 ns 40 ns /Waktu RAS precharge (minimal / RAS tinggi waktu)
tPC 20 ns 25 ns Siklus waktu membaca atau menulis mode halaman (/CAS to /CAS)
tAA 25 ns 30 ns Waktu akses: Kolom alamat sah berlaku data keluar
tCAC 13 ns 15 ns Waktu akses: / CAS berlaku rendah untuk keluar data
tCAS 8 ns 10 ns /CAS rendah lebar pulse minimum
[sunting] Kemasan DRAM
Dinamis random akses memori yang diproduksi sebagai sirkuit terpadu(ICS) disimpan dalam gudang dan dimount ke dalam paket plastik dengan logam pin untuk koneksi ke kontrol sinyal dan bus. Saat ini, ini adalah paket DRAM pada umumnya sering dikumpulkan ke modul plug-in untuk penanganan lebih mudah. Beberapa jenis modul standar adalah:
• DRAM chip (Integrated Circuit or IC)
o Dual in-line Package (DIP)
• DRAM (memory) modules
o Single In-line Pin Package (SIPP)
o Single In-line Memory Module (SIMM)
o Dual In-line Memory Module (DIMM)
o Rambus In-line Memory Module (RIMM), teknisnya DIMMs tetapi disebut RIMMs karena keeksklusifan slot.
o Small outline DIMM (SO-DIMM), sekitar setengah ukuran DIMMs biasa, sebagian besar digunakan dalam notebook,komputer ukuran kecil (seperti mini-ITX Motherboard), upgradable kantor printer dan perangkat keras jaringan seperti router. Datang dalam versi:
72 pins (32-bit)
144 pins (64-bit) yang digunakan untuk PC100/PC133 SDRAM
200 pins (72-bit) yang digunakan untuk DDR and DDR2
204 pin (72-bit) yang digunakan untuk DDR3
o Small outline RIMM (SO-RIMM).Versi yang lebih kecil RIMM, yang digunakan pada laptop. Teknis SO-DIMMs tetapi disebut-SO RIMMs karena keeksklusifan slot
• Stacked v. non-stacked RAM modules
o Stacked RAM modules berisi dua atau lebih RAM chips ditumpuk di atas satu sama lain. This allows large modules (like 512mb or 1Gig SO-DIMM) to be manufactured using cheaper low density wafers. Hal ini memungkinkan modul besar (seperti 1Gig atau 512mb SO-DIMM)diproduksi murah dengan kepadatan rendah.Stacked chip mendatangkan lebih banyak tenaga listrik.
Modul DRAM Umum
1. DIP 16-pin (DRAM chip, biasanya pra-FPRAM)
2. SIPP (usually FPRAM)
3. SIMM 30-pin (biasanya FPRAM)
4. SIMM 72-pin (sering EDO RAM tetapi FPM tidak biasa)
5. DIMM 168-pin (SDRAM)
6. DIMM 184-pin (DDR SDRAM)
7. RIMM 184-pin (RDRAM)
8. DIMM 240-pin (DDR2 SDRAM/DDR3 SDRAM)
]Di dunia saat ini telah dikenal berbagai macam tipe prosesor berdasarkan kapasitas tampungannya (bit), yakni processor 16 bit,32 bit dan yg baru saat ini 64 bit. Maksud baru disini ditujukan buat komputer kelas PC Desktop bukan Server loh.
nah dari berbagi macam jenis processor tersebut di atas apa perbedaannya ?
perbedaan terletak pada kapasitas atau daya tampung (bit) nya, misalnya 16 bit memiliki daya tampung hanya sebesar 16 bit, atau hanya mampu diisi dengan nilai sebesar 65.534 tidak lebih, kalau lebih maka jadinya negatif atau -1. Kok bisa? Nah tentang itu akan dijelaskan di lesson selanjutnya, sabar aja ok?. Lalu pada processor 32 bit maximal daya tampungnya lebih besar dibandiingkan dengan 16 bit, yaitu sebesar 4.294.967.294, dan terakhir processor 64 bit memiliki daya tampung yang tentu lebih besar dari 32 bit, yaitu sebesar 18.446.744.073.709.551.614, wuih besar ya. Nah itulah mengapa komputer dengan bit lebih besar larinya lebih kencang. Kenapa? Logikanya begini:
Cepat atau tidaknya suatu komputer itu tergantung dengan seberapa cepat processor dalam memproses instruksi, lebih cepat prosesnya maka lebih cepat pula larinya, nah bagaimana agar processor bisa memproses dengan cepat? Perbesarlah tampungannya. Hal ini sama dengan apabila anda disuruh membawa 10 ton beras menggunakan 1 becak dengan menggunakan 1 truk, lebih cepat selesai yang mana pekerjaannya? Yang pakai becak atau truk? Tentu saja truk, karena daya muatnya yang lebih besar dibandingkan becak. CLear?
JENIS-JENIS PROCESSOR :
Meski di pasaran ada banyak merk processor yang banyak beredar, namun kami mencoba menyempitkan pilihannya dengan membaginya menjadi dua bagian. Hal ini berdasarkan ketersediaan dan kebutuhan. Bagian yang pertama adalah processor Intel Pentium 4 family dan yang kedua AMD Athlon 64 Family.
Kedua merk processor tersebut merupakan merk yang paling banyak dicari dan digunakan oleh kebanyakan orang dan keduanya memiliki beberapa fitur yang cukup berbeda. Di antaranya adalah Intel menggunakan long instruction pipelines yang didesain menghasilkan skala kecepatan clock supertinggi. Sedangkan pada AMD sendiri tidak menggunakan fitur tersebut, melainkan lebih menggunakan fitur shorter Instruction pipelines yang menghasilkan efisiensi yang baik namun sayangnya tidak bisa menghasilkan skala kecepatan yang tinggi. Untuk kalangan umum pastinya kedua hal tersebut akan membingungkan, karenanya kami akan mencoba menjelaskan bagaimana kelebihan dan kerurangan dari masing-masing merk processor.
Intel Pentium 4 Family
Biasa disebut Pentium 4. Meski dalam satu keluarga namun memiliki kecepatan yang berbeda-beda. Demikian juga dengan socket yang digunakan. Versi terbanyak yang digunakan Pentium 4 adalah menggunakan socket 478. Pada versi terbarunya telah menggunakan socket LGA 775 untuk mendukung beberapa motherboard keluaran terbaru.
Prescott
Merupakan generasi pertama Pentium 4 yang memiliki 1 MB L2 cache dan memiliki kecepatan 3,8 GHz. Namun, pada processor ini memiliki kendala yang cukup signifikan, yaitu memiliki panas yang cukup tinggi. Dan processor ini belum mendukung operating system dan aplikasi 64-bit. Segi baiknya, processor ini memang memiliki kinerja yang baik untuk menunjang kebutuhan multiaplikasi dan gaming.
Pentium 4 Extreme Edition
Merupakan jajaran processor premium dari Intel, untuk CPU desktop PC. Yang terbaru juga telah menggunakan socket LGA 775 dan berjalan di atas 3,46 GHz dengan fitur 512 K L2 cache ditambah dengan 2 MB L3 cache dan FSB sebesar 1066 MHz. Ia juga tersedia dalam versi 64-bit CPU.
Pentium D
Keluarga CPU Intel yang memiliki arsitektur dual-core. Beberapa seri yang sudah tersedia, di antaranya Pentium D 840, 830, dan 820 yang memiliki clock dari 2,80 sampai 3,20 GHz dengan FSB 800 MHz. Dengan L2 cache yang dimilikinya 2×1 Mb. Dengan dual-core, diharapkan mampu melakukan pemrosesan data dengan waktu yang lebih singkat. Selain itu, processor ini telah dilengkapi dengan EMT64T (Extended Memory 64 Technology) yang mendukung operating system dan aplikasi 64-bit.
Jika Anda tertarik untuk membeli processor keluaran Intel, agaknya jajaran processor Pentium D adalah pilihan ideal. Dual-core dan dukungan 64-bit menjadi alasan utama. Karena ke depannya semua aplikasi dan operating system akan menggunakan 64-bit. Di samping harga jual processor ini terbilang cukup relevan, yaitu sekitar US$279.
AMD Athlon 64 Family
AMD memiliki tiga jenis processor dengan performa yang berbeda. Yaitu, Athlon 64 dan FX Series, juga Sempron. Meski dari ketiganya memiliki basic teknologi yang sama, namun beberapa fitur dan harga yang ditawarkan memiliki perbedaan yang cukup berarti.
Pada dasarnya, processor AMD Athlon 64 mampu menghasilkan kecepatan yang tinggi terhadap aplikasi yang menggunakan banyak floating point dan kebutuhan bandwidth yang besar. Mengapa demikian?
AMD Athlon 64
Pada processor ini memiliki dua versi. Versi yang pertama yang masih menggunakan memory single-channel. Yaitu Athlon 64 yang menggunakan socket 75. Sedangkan yang kedua menggunakan socket 939 dan sudah memiliki teknologi memory dual-channel. Untuk harga, sudah barang tentu Athlon 64 754 memiliki harga yang lebih murah dibanding 939. Keduanya memiliki L2 cache sebesar 1 MB, sedangkan untuk kecepatan yang ditawarkan beragam, mulai dari 2,4 GHz sampai dengan 3,0 GHz.
Athlon 64 FX
Processor ini merupakan processor yang paling tepat untuk menunjang para gamer, karena selain dilengkapi dengan L2 cache sebesar 1 MB dengan kecepatan terendah yang ditawarkan sebesar 2,6 GHz. Pada processor keluaran AMD baik Athlon 64 ataupun Athlon 64 FX sudah mendukung aplikasi dan operating system 64-bit. Dan kini AMD telah mengeluarkan processor dualcore, yaitu AMD Athlon 64 X2, masih menggunakan socket 939.+
MEMORY
ARSITEKTUR SISTEM MEMORI
I. TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI
Ada 2 teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :
a. Memori Magnetic Core (tahun 1960)
Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja.
Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori).
b. Memori Solid State
Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :
• CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.
• Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)
II. ORGANISASI MEMORI
• Salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan system penyimpanan yang besar.
• Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori
Contoh : Cross bar switch
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order
• Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.
• Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak.
Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order
• Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data.
Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.
• Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama.Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.
• Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Inteleave Low Order
III. JENIS MEMORI
a. Memory Read Only (ROM)
• Peralatan memori yang dapat dibaca namun tidak dapat ditulis oleh CPU
Contoh : Switch Mekanis (computer menggunakannya untuk menyimpan konstansta yang digunakan untuk menentukan konfigurasi system(jumlah memori utama).
• PROM (Programming Read Only Memory) adalah ROM yang diprogram oleh pabrik pembuatnya dan kita tidak bisa mengubah isinya.
• EPROM (Erasable PROM) adalah ROM yang dapat dihapus dengan menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian deprogram kembali.
• EAROM(Electrically Alterable ROM) ROM yang dapat deprogram oleh computer dengan menggunakan operasi arus tinggi (high current) khusus, digunakan untuk menyimpan informasi yang jarang sekali berubah, contohnya : informasi konfigurasi.
b. Memory Read / Write
Memori Read/Write dapat diklasifikasikan menurut sifat pengoperasiannya adalah :
1. Sifat Fisik
v Statis lawan Dinamis
Static RAM (SRAM)
• Untuk setiap word apabila telah ditulis tidak perlu lagi dialamatkan atau dimanipulasi untuk menyimpan nilainya.
• Tidak perlu penyegaran
• Dibentuk dari flip-flop yang nmeggunakan arus kecil untuk memelihara logikanya.
• Digunakan untuk register CPU dan peralatan penyimpanan berkecepatan tinggi.
• Merupakan sirkuit memori semikonduktor yang cepat dan mahal.
Dynamic RAM (DRAM)
• Dibentuk dari kapasitor (peralatan yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik) dan transistor
• Menggunakan sirkuit pembangkit
• Waktu siklusnya 2 kali access time (waktu access baca) yaitu waktu yang dibutuhkan untuk memanggil kembali data dari peralatan.
• Perlu penyegaran
v Volatil lawan Non-Volatil
Memori Volatile
Membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya. Contoh : RAM Static dan Dynamic
Memori Non Volatile
Tidak membutuhkan sumber daya yang terus menerus untuk menyimpan nilainya.
Contoh : ROM
v Read Destruktif lawan Read Non-Destruktif
Memori Read Destruktif
• Apabila dalam proses membaca word memori tersebut juga menghancurkan nilainnya.
• Mempunyai 2 fase operasi yaitu read cycle dan restore cycle
• Selama akses baca system penyimpan pertama kali akan membaca word dan selama akses tulis system penyimpanan pertama kali akan membaca word, yang mengakibatkan waku akses baca akan lebih pendek daripada waktu tulis.
Contoh : DRAM
Memori Read Non-Destruktif
• Dalam proses membaca word, memori tersebut tidak dapat dihancurkan.
• Contohnya : SRAM dan ROM
v Removable lawan Permanen
Memori Removable
• Memori yang elemen aktifnya dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : disket.
Memori Non Removable
• Memori yang elemen aktifnya tidak dapat dikeluarkan dari hardware system.
• Contoh : RAM dan hard disk
2. Organisasi Logis
• Teralamatkan (addressed)
Memori yang menggunakan alamat untuk menentukan sel yang dibaca dan ditulis.
• Asosiatif
Memori yang menggunakan isi dari bagian word untuk menentukan sel yang dibaca atau ditulis
• Akses Urut
Memori yang menggunakan piya magnetis untuk mengakses data secara urut.
3. Memori Archival
• Memori non volatile yang dapat menyimpan banyak data dengan biaya yang sangat sedikit dan dalam jangka waktu yang lama.Contoh : Tape(Pita), Disk dan Disk Optis
• Disk Optis menyimpan data dengan mengubah secara internal sifat reflektif dari bidang kecil yang ada pada disk dan membaca data dengan cara mendeteksi secara visual yang telah diubah.
• WORM Memori (Word Once Read Many Times) ideal untuk menyimpan archival, karena bila sekali telah ditulis ia secara fungsional menjadi ROM.
IV. SISTEM MEMORI UTAMA
• Tahun 1960-an para programmer system mengembangkan system pengoperasian multiprogramming, yang memanfaatkan atau menggunakan memori utama yang sangat besar.
• Komputer yang hanya mempunyai satu system memori utama dikatakan mempunyai one-level strorage system(system penyimpanan tingkat satu)
• Komputer yang mempunyai memori virtual menggunakan multilevel storage system (system penyimpanan bertingkat)
• Penyimpanan multilevel mempunyai memori sentral(internal) yaitu memori utama dan register CPU sebagai primary memory dan peralatan penyimpanan eksternal seperti hardisk dan disket sebagai secondary memory memori sekunder.
V. RELOKASI PROGRAM DAN PROTEKSI MEMORI
• Multiprogramming adalah cara yang tepat untuk meningkatkan kegunaan CPU dengan cara memungkinkan beberapa tugas berada dalam memori pada waktu yang bersamaan.
• Berhasilnya multiprogramming ditentukan antara lain oleh :
o Relokasi Program
- Dengan cara menmpatkan program dimana saja dalam memori
- Initial Program Relocation (Relokasi Program Awal) adalah proses merelokasi program tempat system pengoperasian pertama kali.
- Dynamic Program Relocation (Relokasi Program Dinamis) adalah system pengoperasian dapat memindahkan program dari suatu tempat ke tempat yang lain dalam memori utama setelah program dijalankan.
o Proteksi Program
- Mencegah suatu program mengakses memori yang telah diberikan oleh system pengoperasian ke program yang lain.
- Contoh relokasi program dan proteksi adalah IBM System/360 dan CDC 6600
- IBM System/360
§ Menggunakan Register Base untuk merelokasi program
§ Menggunakan relokasi program awal
§ Menggunakan key-controlled memory protection untuk proteksi memori.
- CDC 6600
§ Mempunyai register khusus yaitu Relocation Address (RA/Register Alamat Relokasi) untuk merelokasi program.
§ Menggunakan relokasi program awal
VI. MEMORI CACHE
• Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama.
• Memori akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memori dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memori.
• Dengan memasukan memori chace antara peralatan cepat dan system memori yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memori yang cepat.
• Kegunaan Memori Cache adalah :
w Program cenderung menjalankan instruksi yang berurutan, menyebabkan instruksi tersebut berada didekat lokasi memori.
w Program biasanya mempunyai simpul untuk tempat menjalankan kelompok instruksi secara berulang-ulang.
w Compiler menyimpan array dalam blok lokasi memori yang bersebelahan.
w Compiler biasanya menempatkan item data yang tidak berhubungan didalam segmen data.
• Cache terdiri dari sejumlah cache entries(entry cache) dan setiap entri cache terdiri dari 2 yaitu
o Memori Cache
§ merupakan SRAM berkecepatan tinggi
§ data yang disimpan merupakan kopi dari data memori utama yang terpilih pada saat itu atau data yang baru disimpan yang belum berada didalam memori.
o Address Tag (Tag Alamat)
§ Menunjukan alamat fisik data yang ada dalam memori utama dan beberapa informasi valid
• Cara kerja Cache adalah :
o Ketika CPU mengakses memori maka system penyimpanan akan mengirim alamat fisik ke cache
o Membandingkan alamat fisik tersebut dengan semua tag alamat untuk mengetahui apakah ia menyimpan kopi dari sebuah data.
o Cache HIT adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses memori ke word yang telah ada didalam memori cache tersebut secara cepat megembalikan item data yang diminta.
o Cache MISS adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses ke data yang tidak berada dalam cache, cache akan menjemput item tersebut dari memori, dimana hal ini mebutuhkan waktu yang lebih lama dari cache hit.
o Jika cache tidak menyimpan data, maka akan terjadi cache miss dan cache akan menyampaikan alamat ke system memori utama untuk membaca.
o Jika data yang dating dari memori utama, maka CPU atau cache akan menyimpan kopinya dengan diberi tag alamat yang tepat.
• Ada 2 sebab mengapa cache bekerja dengan baik :
§ Cache beroperasi secara paralel dengan CPU
- Word tambahan yang dimuatkan setelah terjadi cache miss tidak akan mengganggu kinerja CPU.
§ Prinsip Lokalitas Referensi
- CPU akan meminta data baru
• Setiap cache mempunyai dua sub system yaitu :
§ Tag Subsystem
- Menyimpan alamat dan menentukan apakah ada kesesesuaian data yang diminta.
§ Memory subsistem
- Menyimpan dan mengantarkan data.
• Memori Cache menggunakan teknik pemetaan yang berbeda untuk memetakan alamat memori ke dalam alamat lokalnya, yaitu :
§ Cache Asosiatif
- Disebut juga Fully Associative Cache.
- Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional
- Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori
- Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan
§ Direct Mapped Cache (Cache yang dipetakan langsung)
- Membagi memory utama menjadi K kolom dengan N refill line per kolomnya
§ Set Cache Asosiatif
- Mengkombinasikan organisasi asosiatif dan direct (langsung)
- Mengorganisir memori utama dan memorinya sendiri menjadi kolom jalur refil N
§ Sector Mapped Cache (Cache yang dipetakan sector)
- Merupakan modifikasi dari cache asosiatif
- Jalur refill memori utama dan cache dikelompokan menjadi sector yang disebut row(baris)
VI. MEMORI VIRTUAL
• Ada 2 teknik yang digunakan memori virtual utnuk memetakan alamat efektif kedalam alamat fisik yaitu :
§ Paging
- Adalah teknik yang berorientasi hardware untuk mengelola memori fisik
- Menggunakan paging agar program besar dapat berjalan pada komputer yang mempunyai fisik kecil.
- Hardware memori virtual membagi alamat logis menjadi 2 yaitu virtual page number dan word offset.
- Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang berukuran tertentu.
§ Segmentasi
- Adalah teknik yang berorientasi pada struktur logis dari suatu program.
- Membagi alamat logis dan memori menjadi page yang ukuran berubah-ubah.
- Segmen yang berisi kode prosedur disebut kode segmen dan yang berisi data disebut data segmen
Perbedaan Paging dengan Segmentasi adalah :
§ Paging berorientasi pada hardware dan segmentasi pada struktur logis dari suatu program.
§ Segmen cenderung jauh lebih besar dari paging.
§ Segmen mempunyai jangkauan ukuran page dan page hanya mempunyai satu ukuran tertentu untuk suatu system tertentu.
§ Dalam segmentasi seluruh program tidak perlu dibuat sebagai modul tunggal untuk diisikan ke dalam memori sebagai sebuah unit
§ Dalam segmentasi, alamat logis mempunyai 2 bagian, yaitu segement number dan byte offset.
VII. MASALAH DESIGN MEMORI
• Kecepatan Memori lawan kecepatan CPU :
§ Awal tahun 1960 – 1980, kecepatan memori dan CPU meningkat, namun rasio keseluruhan antara keduanya relatif.
§ Pada era ini kecepatan memori biasanya kurang lebih 10 kali lebih lambat dari kecepatan CPU.
§ CDC:6600, 7600, CRAY 1 dan CRAY X-MP untuk super komputer waktu akses memorinya 10 sampai 14 waktu siklus CPU.
§ VAX 11/780, 8600 dan 8700 untuk mini computer waktu akses memorinya 4 sampai 7 kali siklus CPU
§ Pertengahan tahun 1980, kecepatan CPU jauh lebih meningkat hingga 50 kali kecepatan memori, contoh CRAY
§ Keuntungan dari perubahan ini adalah :
§ Memori besar umumnya memerlukan hardware khusus untuk mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, yang menambah waktu akses memori efektif.
§ CPU yang paling cepat merupakan pipelined.
• Ruang Alamat Memori :
§ Semakin besar ruang alamat memori yang disediakan maka akan semakin baik namun harus diperhatikan pula bahwa dalam perubahan tersebut tidak harus merubah secara keseluruhan dan mendasar daripada arsitektur yang telah dibangun.
• Keseimbangan antara kecepatan dan biaya :
§ Sifat dari Teknologi Memori
- Harga unitnya turun dengan sangat cepat, sedangkan kecepatannya secara perlahan meningkat.
- Adanya berbagai kecepatan dan biaya dalam peralatan memori
§ Ada tiga penggunaan teknologi RAM dalam system computer untuk memanfaatkan variasi ini adalah :
- Peralatan lambat, murah untuk memori utama
- Peralatan cepat untuk cache
- Peralatan sangat cepat, mahal untuk register
• Memori dalam system computer dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Internal Processor Memory
2. Main Memory (Primary Memory)
3. Secondary Memory (Auxiliary/Backing Memory)
• Karakteristik Memori :
§ Access Time
§ Access Modes
§ Alterability
§ Permanence of Storage
§ Cycle Time and Data Transfer Rate
§ Physical Characteristics
• Metode Akses :
§ Random Access Memory
Lokasi memori dapat dicapai secara acak dan waktu akses tidak bergantung pada lokasi yang sedang diakses
§ Serial Access Memory
Mekanisme akses digunakan bersama-sama oleh seluruh lokasi
Dynamic Random Access Memory
Random akses memori dinamis (DRAM) merupakan jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain.
Keuntungan dari DRAM adalah kesederhanaan struktural: hanya satu transistor dan kapasitor yang diperlukan per bit, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM. Hal ini memungkinkan DRAM untuk mencapai kepadatan sangat tinggi. Tidak seperti flash memori, memori DRAM itu mudah "menguap" karena kehilangan datanya bila kehilangan aliran listrik.
[sunting] Prinsip Kerja
DRAM biasanya diatur dalam persegi array satu kapasitor dan transistor per sel. Panjang garis yang menghubungkan setiap baris dikenal sebagai "baris kata". Setiap kolom sedikitnya terdiri dari dua baris, masing-masing terhubung ke setiap penyimpanan sel di kolom. Mereka biasanya dikenal sebagai + dan - bit baris. Amplifier perasa pada dasarnya adalah sepasang inverters lintas yang terhubung antara bit baris. Yakni, inverter pertama terhubung dari + bit baris ke - bit baris, dan yang kedua terhubung dari - baris ke bit + baris. Untuk membaca bit baris dari kolom, terjadi operasi berikut:
1. Amplifier perasa dinonaktifkan dan bit baris di precharge ke saluran yang tepat sesuai dengan tegangan yang tinggi antara menengah dan rendahnya tingkat logika. Bit baris yang akan dibangun simetris agar mereka seimbang dan setepat mungkin.
2. Precharge sirkuit dinonaktifkan. Karena bit baris yang sangat panjang, kapasitas mereka akan memegang precharge tegangan untuk waktu yang singkat. Ini adalah contoh dari logika dinamis.
3. "Baris kata" yang dipilih digerakkan tinggi. Ini menghubungkan satu kapasitor penyimpanan dengan salah satu dari dua baris bit. Charge ini dipakai bersama-sama oleh penyimpanan sel terpilih dan bit baris yang sesuai, yang sedikit mengubah tegangan pada baris.Walaupun setiap usaha dilakukan untuk menjaga kapasitas di penyimpanan sel tinggi dan kapasitas dari baris bit rendah, Kapasitasnya proporsional sesuai ukuran fisik, dan panjang saluran bit baris yang berarti efek net yang sangat kecil gangguan per satu bit baris tegangan.
4. Amplifier perasa diaktifkan. Tanggapan positif (Positive feedback) mengambil alih dan menperkecil perbedaan tegangan kecil sampai satu baris bit sepenuhnya rendah dan yang lain sepenuhnya tinggi.Pada tahap ini, baris "terbuka" dan kolom dapat dipilih.
5. Read data from the DRAM is taken from the sense amplifiers, selected by the column address. Membaca data dari DRAM diambil dari amplifiers perasa, dipilih oleh kolom alamat. Banyak proses membaca dapat dilakukan saat baris terbuka dengan cara ini.
6. Sambil membaca, saat ini mengalir cadangan yang bit baris dari perasa amplifiers untuk penyimpanan sel. Ini kembali dalam charge (refresh) penyimpanan sel. Karena panjang bit baris, hal ini membutuhkan waktu yang cukup lama pada perasa amplifikasi, dan tumpang tindih dengan satu atau lebih kolom.
7. Saat selesai dengan baris saat ini, baris kata dinonaktifkan untuk penyimpanan kapasitor (baris "tertutup"), perasa amplifier dinonaktifkan, dan bit baris diprecharged lagi.
Biasanya, produsen menetapkan bahwa setiap baris harus refresh setiap 64 ms atau kurang, menurut standar JEDEC . Refresh logika umumnya digunakan dengan DRAMs untuk me-refresh secara otomatis. Hal ini membuat sirkuit yang lebih rumit, tetapi ini biasanya kekecewaan terhapuskan oleh fakta bahwa DRAM adalah lebih murah dan kapasitas lebih besar dari SRAM. Beberapa sistem refresh setiap baris dalam sebuah lingkaran yang ketat terjadi sekali setiap 64 ms.Sistem lain refresh satu baris pada satu waktu - misalnya, dengan sistem 2 13 = 8192 baris akan memerlukan refresh rate dari satu baris setiap 7,8 μs (64 ms / 8192 baris). Beberapa waktu-nyata sistem refresh sebagian memori pada satu waktu berdasarkan waktu eksternal yang memerintah pengoperasian dari sistem, seperti blanking interval vertikal yang terjadi setiap 10 sampai 20 ms video dalam peralatan. Semua metode memerlukan beberapa jenis counter untuk melacak yang baris berikutnya adalah untuk refresh. Hampir semua DRAM chips yang memasukan counter; beberapa jenis yang tua memerlukan refresh logika eksternal. (Pada beberapa kondisi, sebagian besar data di DRAM dapat dipulihkan walaupun belum DRAM refresh selama beberapa menit.)
[sunting] Waktu Memori(Memory Timing)
"50 ns" "60 ns" Deskripsi
tRC 84 ns 104 ns Siklus waktu membaca atau menulis random
tRAC 50 ns 60 ns Waktu akses: / RAS rendah untuk keluar data yang valid
tRCD 11 ns 14 ns /Rendah untuk RAS / CAS rendah waktu
tRAS 50 ns 60 ns /RAS lebar pulse (minimum / RAS rendah waktu)
tRP 30 ns 40 ns /Waktu RAS precharge (minimal / RAS tinggi waktu)
tPC 20 ns 25 ns Siklus waktu membaca atau menulis mode halaman (/CAS to /CAS)
tAA 25 ns 30 ns Waktu akses: Kolom alamat sah berlaku data keluar
tCAC 13 ns 15 ns Waktu akses: / CAS berlaku rendah untuk keluar data
tCAS 8 ns 10 ns /CAS rendah lebar pulse minimum
[sunting] Kemasan DRAM
Dinamis random akses memori yang diproduksi sebagai sirkuit terpadu(ICS) disimpan dalam gudang dan dimount ke dalam paket plastik dengan logam pin untuk koneksi ke kontrol sinyal dan bus. Saat ini, ini adalah paket DRAM pada umumnya sering dikumpulkan ke modul plug-in untuk penanganan lebih mudah. Beberapa jenis modul standar adalah:
• DRAM chip (Integrated Circuit or IC)
o Dual in-line Package (DIP)
• DRAM (memory) modules
o Single In-line Pin Package (SIPP)
o Single In-line Memory Module (SIMM)
o Dual In-line Memory Module (DIMM)
o Rambus In-line Memory Module (RIMM), teknisnya DIMMs tetapi disebut RIMMs karena keeksklusifan slot.
o Small outline DIMM (SO-DIMM), sekitar setengah ukuran DIMMs biasa, sebagian besar digunakan dalam notebook,komputer ukuran kecil (seperti mini-ITX Motherboard), upgradable kantor printer dan perangkat keras jaringan seperti router. Datang dalam versi:
72 pins (32-bit)
144 pins (64-bit) yang digunakan untuk PC100/PC133 SDRAM
200 pins (72-bit) yang digunakan untuk DDR and DDR2
204 pin (72-bit) yang digunakan untuk DDR3
o Small outline RIMM (SO-RIMM).Versi yang lebih kecil RIMM, yang digunakan pada laptop. Teknis SO-DIMMs tetapi disebut-SO RIMMs karena keeksklusifan slot
• Stacked v. non-stacked RAM modules
o Stacked RAM modules berisi dua atau lebih RAM chips ditumpuk di atas satu sama lain. This allows large modules (like 512mb or 1Gig SO-DIMM) to be manufactured using cheaper low density wafers. Hal ini memungkinkan modul besar (seperti 1Gig atau 512mb SO-DIMM)diproduksi murah dengan kepadatan rendah.Stacked chip mendatangkan lebih banyak tenaga listrik.
Modul DRAM Umum
1. DIP 16-pin (DRAM chip, biasanya pra-FPRAM)
2. SIPP (usually FPRAM)
3. SIMM 30-pin (biasanya FPRAM)
4. SIMM 72-pin (sering EDO RAM tetapi FPM tidak biasa)
5. DIMM 168-pin (SDRAM)
6. DIMM 184-pin (DDR SDRAM)
7. RIMM 184-pin (RDRAM)
8. DIMM 240-pin (DDR2 SDRAM/DDR3 SDRAM)
Read User's Comments (0)
