MATERI ARSITEKTUR KOMPUTER PERTEMUAN KE-3

INTERNAL MEMORI

Karakteristik-karakteristik penting sistem memori
A. Lokasi 
CPU 
Internal 
External

B. Kapasitas 
Ukuran Word 
Ukuran Block

C. Satuan Transfer 
Word 
Block

D. Metode Akses 
Sequential Acces 
Direct Access 
Random Access 
Associative Access

E. Kinerja 
Access time 
Cycle time 
Transfer rate

F. Tipe Fisik 
Semi Konduktor 
Permukaan Magnetik

G. Karakteristik Fisik 
Volatile/Non Volatile 
Erasable/Non Erasable


Kapasitas
 Karakteristik memori yang jelas adalah kapasitasnya 
 Kapasitas ini dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit) atau word. 
 Panjang word yang umum adalah 8, 16 dan 32 bit 
 Kapasitas eksternal memory biasanya dinyatakan dalam byte


Metode Akses 

1. Sequensial access 
Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data yang disebut record. Waktu untuk mengakses record sangat bervariasi Contoh : Pita magnetik 

2. Direct access 
Setiap block dan record memiliki alamatalamat yang unik berdasarkan lokasi fisik Contoh : Disk
3. Random access 

Setiap addressable locations di dalam memori memiliki mekanisme yang unik dan pengalamatan yang secara fisik wired-in. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh : main memori 

4. Associative access 
Sebuah word dicari berdasarkan pada isinya bukan berdasarkan pada alamatnya Contoh : Cache memory

Kinerja 
 Access Time 
waktu yang di butuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis 
 Cycle Time 
access time ditambah dengan waktu tambahan yang di perlukan agar transient hilang dari signal 
 Transfer Rate 
kecepatan data agar dapat di transfer ke unit memori atau di transfer dari unit memori 

Tn = Ta + N/R 

Tn = waktu rata-rata untuk W/R N bit 
Ta = waktu akses rata-rata 
N = jumlah bit 
R = kecepatan transfer, dalam bit/detik (bps)

HIRARKI MEMORI

MEMORI UTAMA SEMI KONDUKTOR

Random Access 
RAM Terbagi 2 : 

1.RAM Statis 

2. RAM Dinamis

1.RAM Statis 
*Nilai nilai biner di simpan dengan menggunakan konfigurasi gate logic flip-flop tradisional. 
*Ram statis akan menampung data sepanjang daya listrik di sediakan untuknya

2. RAM Dinamis 
*Disusun oleh sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor 
*Keberadaan dan ke tidak beradaan pada kapasitor di interpretasikan sebagai bilangan 1 atau 0, kerena kapasitor memiliki kecenderungan alami untuk mengosongkan muatan, maka RAM dinamis memerlukan pengisian muatan



Perbedaan SRAM & DRAM

Pengertian ROM & Jenis ROM 

ROM 

Berisi pola data permanen yang tidak dapat di ubah 

Jenis-jenis ROM 

• Programmable ROM (PROM) 

• Erasable Programmable ROM (EPROM) 

• Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM)

Cache Memory  

 Cache memory di tujukan untuk memperoleh kecepatan memori yang mendekati kecepatan memori tercepat yang bisa di peroleh, sekaligus memberikan ukuran memori yang besar dengan harga yang lebih murah 

 Cache adalah memori kecil yang berkecepatan tinggi 

 Cache dapat kita lihat sebagai suatu memori buffer bagi memori utama

 Cache berisi salinan sebagian memori utama 
 Pada saat sebuah cpu speed membaca word memori maka dilakukan pemeriksaaan untuk mengetahui apakah word itu terdapat dalam chace. 
 Bila sudah ada, maka word akan dikirimkan ke CPU, sedang bila tidak ada blok main memori yang terdiri dari sejumlah word yang tetap akan di baca cache dan kemudian di kirim ke CPU 
 Meskipun cache menggunakan informasi yang tersimpan dalam memori utama, tetapi ia tidak berhadapan secara langsung dengan memori utama. 
 Apa yang tersimpan dalam cache dan juga ditempatkan ke dalam memori utama dikerjakan sesuai perintah CPU. 
 Agar suatu cache dapat efektif maka ia harus lebih cepat dari memori utama.
 Pada umumnya, waktu akses memori cache berkisar antara 50-100 nanodetik (lebih cepat 5-10 kali lebih cepat dari memori utama) 
 Cache dapat menampung 64 KB

Operasi Pembacaan Cache
A. Direct 
B. Assosiative 
C. Set assosiative

A. Pemetaan Langsung 
*Alamat memori utama dibagi menjadi 2 field yaitu tag dan indeks.
*Jumlah bit dalam indeks berhubungan dengan ukuran cache 
*Ketika suatu word direferensikan, bit indeks pada alamat digunakan untuk pengaksesan cache
*Jika field tag cocok dengan bit tag pada alamat terjadi suatu hit, jump jika sebaliknya akan terjadi suatu miss 
*Organisasi cache ini mempunyai waktu akses yang lebih cepat dari pada RAM karena mempunyai field alamat yang lebih kecil 
*Kelemahan pada cara adalah tidak dapat menyimpan secara bersamaan apabila dua buah word mempunyai indeks yang sama dan tag yang berbeda. 

B. Pemetaan Assosiatif  
*Ketika suatu memori assosiatif digunakan untuk sebuah cache maka diperlukan suatu pemetaan yang berbeda 
*Dengan pemetaan assosiatif alamat word memori utama dan isinya (data) tersimpan di dalam cache. 
*Untuk mereferensikan suatu word tertentu, alamat disimpan ke bagian yang berhubungan pada register argumen (A) dan register kunci (K) di setup untuk membandingkan hanya field alamatnya. 
*Pemetaan assosiatif memungkinkan adanya penyimpanan semua word yang mempunyai indeks yang sama dan tag yang berbeda kedalam cache ini.

C. Pemetaan kelompok assosiatif 
*Merupakan kombinasi dari kedua organisasi sebelumnya 
*Dalam jenis organisasi ini, dua word dengan indeks yang sama dan tag yang berbeda dapat disimpan didalam kelompok yang sama 
*Karena setiap word dalam kelompok memori assosiatif hanya menyertakan bit tag tambahan, bukan alamat lengkap, maka waktu aksesnya lebih cepat dan harganya lebih murah

Organisasi DRAM  

A. Enchanced DRAM (EDRAM) 
• Dengan mengintegrasikan cache SRAM yang kecil pada keping DRAM generik 
• EDRAM mencakup beberapa feature lainnya yang dapat meningkatkan kinerja 
• Operasi refresh dapat di lakukan secara paralel dengan operasi pembacaan cache

B. Cache DRAM (CDRAM) 
Mencakup cache SRAM- cache SRAM yang lebih besar dari EDRAM 

C. Synchonous DRAM (SDRAM) 
SDRAM saling bertukar data dengan processor yang di sinkronkan dengan signal pewaktu eksternal dan bekerja dengan kecepatan penuh bus prosessor atau memori tanpa mengenal keadaan wait

D. Rambus DRAM (RDRAM) 
• Menggunakan pendekatan terhadap masalah memori bandwidth yang lebih revolusioner 
• RDRAM memiliki kelajuan sekitar 500 Mbps (Dram = 33 Mbps). 

E. RAMLINK 
• Ramlink berkonsentrasi pada interface processor atau memori di bandingkan pada arsitektur internal keping DRAM 
• Ramlink adalah memori interface yang memiliki koneksi point to point yang di susun dalam bentuk cincin.