teknologi media penyimpanan (internal & external...

Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.

Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 1


A.Pendahuluan

Memori adalah bagian dari komputer yang digunakan sebagai tempat menyimpan

program dan data, sehingga merupakan salah satu komponen yang krusial dalam sebuah

komputer. Memori seringkali disebut dengan istilah storage [1], namun berdasarkan

pertimbangan fungsi dan sifat penyimpanannya, dalam modul ini storage akan lebih banyak

ditujukan untuk memori eksternal (external memory). Sedangkan untuk memori internal—

dengan pertimbangan banyaknya jenis dan fungsi yang kompleks, akan digunakan istilah

aslinya seperti register (memori internal CPU), cache, dan sebagainya.

Sebelum mendalami tipe-tipe media penyimpanan dan teknologinya, terlebih dahulu

kita harus mengetahui karakteristik dari sistem memori (tabel 1).

Tabel 1 Karakteristik Sistem Memori [1]

Dilihat dari lokasinya, memori dibedakan menjadi tiga, yaitu register, memori internal

dan memori eksternal. Register berada di dalam chip prosesor, memori ini diakses langsung

oleh prosesor untuk menjalankan operasinya. Register digunakan sebagai memori

sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor.



Memori internal adalah memori yang berada di luar chip prosesor namun

pengaksesannya dilakukan langsung oleh prosesor. Memori internal dibedakan menjadi

memori utama dan cache memori. Memori eksternal dapat diakses oleh prosesor melalui

piranti I/O, memori ini dapat berupa disk maupun pita.

Selain lokasi, modul pembelajaran ini juga memfokuskan pembagian memori

berdasarkan tipe fisiknya, yaitu semikonduktor dan magnetik yang masing-masing akan

dibahas pada subbab B dan C.

Perlu diketahui juga hirarki dari sistem memori komputer, dapat dilihat pada gambar

berikut :

Gambar 1 Hirarki Memori [1]



Dari hirarki memori tersebut (gambar 1), dapat diperoleh sebuah analisis yang

berkaitan dengan harga, kapasitas dan waktu akses dari masing-masing jenis memori.

Hubungan antara ketiga aspek tersebut adalah:

Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya

Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya

Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya

Jika analisis ini dikaitkan dengan hirarki, maka semakin menurun harga per bit untuk

satu jenis memori akan semakin menurun pula (misal bisa dibandingkan harga sebuah RAM

dengan CD/DVD-ROM). Demikian halnya dengan frekuensi akses oleh CPU. Semakin lambat

memori, maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit karena waktu

pengaksesannya semakin meningkat (akses ke cache lebih cepat dibandingkan dengan akses

ke storage). Namun demikian, media penyimpanan pada tingkat terbawah memliki kapasitas

yang paling besar.

B.Memori Internal (Internal Memory)

1. Memori Semikonduktor (RAM & ROM)

RAM ( Random Access Memory )

SRAM (Static Random Access Memory), terdiri dari konfigurasi gerbang logika flip-

flop, yang digunakan untuk menyimpan nilai biner 0 dan 1. Data pada SRAM akan

tetap tersimpan selama ada aliran listrik. biasa digunakan untuk memori cache.

DRAM (Dynamic Random Access Memory), terdiri dari sel yang dapat menyimpan

data dengan adanya muatan pada kapasitor. Nilai biner 1 atau 0 dinyatakan dengan

ada atau tidaknya muatan listrik pada kapasitor. Penyimpanan data pada DRAM

memerlukan pemuatan ulang (charge refreshing) karena kapasitor memiliki

kecenderungan untuk kehilangan muatan meski tetap dialiri listrik. Biasa digunakan

untuk main memory.



Advanced DRAM :

a. SDRAM (Synchronous DRAM)

b. DDR-DRAM (Double Data-Rate DRAM)

c. RDRAM (Rambus DRAM)

ROM ( Read-Only Memory )

ROM biasanya berisi instruksi/program khusus yang sifatnya fabrikasi (langsung dari

vendor). Contohnya adalah program BIOS.

PROM (Programmable Read-Only Memory), berupa chip memori yang hanya bisa

ditulis (write) satu kali saja.

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), read dan write dengan listrik,

tetapi dapat dihapus dengan radiasi sinar Ultra Violet (UV).

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), dapat ditulisi

kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya (update).

Tabel 2 Tipe-tipe memori semikonduktor



2. Cache

Cache memori difungsikan mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan

prosesor. Dalam organisasi komputer, memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat

operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat. Cache memori

berisi salinan memori utama dengan fungsi sebagai langkah antisipasi terhadap permintaan

data memori yang akan digunakan CPU.

Gambar 2 Memori cache

Gambar 3 Organisasi memori cache



Arsitektur Cache

Berdasarkan lokasinya, cache dapat dibedakan menjadi dua jenis :

On chip cache (cache internal), berada dalam keping chip prosesor. Disebut juga

cache tingkat satu atau L1 cache.

Off chip cache (cache eksternal), berada di luar chip prosesor dan diakses melalui bus

eksternal. Disebut juga dengan cache tingkat dua atau L2 cache.

Prinsip Kerja Cache

Cache berisi salinan sebagian isi memori utama

Pada saat CPU membaca sebuah word memory, dilakukan pemeriksaan untuk

mengetahui apakah word berada berada di cache

Jika word berada di cache, maka akan dikirimkan ke CPU yang dikenal sebagai proses

HIT

Jika tidak ada, maka blok memori utama yang terdiri dari sejumlah word tetap akan

diletakkan di cache yang dikenal sebagai proses MISS dan selanjutnya dikirim ke CPU



Tabel 3 Unsur-unsur rancangan cache memori

C.Memori Eksternal (External Memory)

Magnetik Disk

Gambar 4 Layout data disk


antara 1 – 512 KB (optimum)4 – 8 word atau byte (optimum)


Disk adalah piringan bundar yang terbuat dari bahan tertentu (logam atau plastik) dengan

permukaan dilapisi bahan yang dapat di magnetisasi. Mekanisme baca/tulis menggunakan

kepala baca atau tulis yang disebut head, merupakan komparan pengkonduksi (conducting

coil)

Gap (intersector dan intertrack) berfungsi untuk mencegah atau mengurangi kesalahan

pembacaan/penulisan karena melesetnya head atau interferensi medan magnet.

Sector merupakan bagian penyimpanan data, umumnya 1 track dibagi menjadi 10 hingga 10

sector.

Data yang disimpan akan diberi header data tambahan yang menginformasikan letak sector

dan track suatu data (gambar 5).

Gambar 5 Format data dalam magnetic disk



Optical Disk

Data pada CD-ROM diorganisasikan sebagai sebuah rangkaian blok-blok. Formasi blok yang

umum ditunjukkan pada gambar 5.8. Format ini terdiri dari field-field sebagai berikut:

Sync, mengidentifikasikan awal sebuah blok. Field ini terdiri dari sebuah byte yang

seluruhnya nol, 10 byte yang seluruhnya satu, dan sebuah byte akhir yang seluruhnya

nol.

Header, terdiri dari alamat blok dan byte mode. Mode nol menandakan suatu field data

blanko; mode satu menandakan penggunaan kode error-correcting dan 2048 byte data;

mode dua menandakan 2336 byte data pengguna tanpa kode error-correcting.

Data merupakan isi data yang disimpan atau ingin diakses oleh pengguna

Auxiliary, merupakan data pengguna tambahan dalam mode dua. Pada mode satu, data

ini merupakan kode error-correcting 288 byte.



Gambar 6 Layout disk CD-ROM Constant Linear Velocity

(Digital Versatile Disk, awalnya Digital Video Disk) Merupakan pengembangan CD untuk

memenuhi kebutuhan pasar dalam penyimpanan memori besar. Desain DVD sama dengan

CD biasa, terbuat dari polikarbonat 1,2 mm yang berisi pit dan land, disinari dioda laser dan

dibaca oleh foto-detektor. Yang membedakannya adalah:

Pit – pit lebih kecil (0,4 mikron, atau setengahnya CD biasa)

Spiral lebih rapat (0,74 mikron, sedangkan pada CD biasa 1,6 mikron)

Menggunakan teknologi laser merah dengan ukuran 0,65 mikron, sedangkan pada CD

biasa 0,78 mikron.



Hal baru diatas menjadikan DVD lebih besar kapasitasnya, yaitu untuk sisi tunggal dan

berlapis tunggal 4,7 GB, sedangkan untuk berlapis ganda ataupun bersisi ganda akan lebih

besar lagi.

Magnetic Tape

Head pita magnetik merupakan perangkat sequential access. Head harus menyesuaikan

letak record yang akan dibaca ataupun akan ditulisi. Apabila head berada di tempat lebih atas

dari record yang diinginkan maka pita perlu dimundurkan dahulu, baru dilakukan pembacaan



dengan arah maju.Harga lebih murah dibandingkan dengan tipe memori yang lain, biasa

digunakan sebagai back-up karena data transfer rate-nya pun rendah.

Tabel 4 Tabel Spesifikasi Memori

Referensi[1] Pratama, Ade. Modul Pembelajaran Arsitektur Komputer. 2009. Akademi Manajemen

Informatika, Jambi.

[2] ebook arkom & orkom


teknologi media penyimpanan (internal & external...

Documents