Sistem Komputer - Sistem Memori Komputer (Bab 9)(kelas X)

BAB 9

Sistem Memori Komputer

Kompetensi Dasar

3.9 Menganalisis memori berdasarkan karakteristik sistem memori (lokasi, kapasitas, kecepatan, cara akses, dan tipe fisik).

4.9 Membuat alternatif kebutuhan untuk memodifikasi beberapa memori dalam sistem komputer.

Pendahuluan

Kecepatan sebuah komputer dalam melakukan sebuah proses instruksi memiliki banyak faktor yang memengaruhi. Faktor-faktor tersebut di antaranya kecepatan processor, kecepatan memori, dan kapasitas memori. Untuk menentukan jenis memori yang tepat digunakan pada komputer, Anda harus mengetahui karakteristik setiap memori yang dapat dipasang pada komputer. Karakteristik memori dibagi ke dalam beberapa jenis sesuai dengan beberapa kriteria, di antaranya lokasi, kapasitas, dan metode akses. Apa saja karakteristik memori tersebut? Ikuti penjelasannya pada bab ini.

(A) Memori

Memori berarti ingatan. Dalam fungsinya sebagai komponen komputer, memori bertugas melakukan penyimpanan data. Jika dilihat dari metode penyimpanannya, komputer memiliki dua jenis memori. Jenis memori tersebut adalah memori primer dan sekunder. Memori primer bersifat volatile (sementara). Jika aliran listrik mati, data akan hilang. Sementara itu, memori sekunder akan menyimpan data secara tetap. Kategori memori sekunder dapat dilihat pada komponen-komponen seperti hard disk, flash disk, CD, DVD, microSD, chip, floppy disk, dan lainnya. Tingkatan level memori dalam hierarki struktur sistem komputer memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut.

1. Kecepatan waktu akses (access time) memori tergantung posisi dalam hierarki. Semakin ke bawah levelnya dalam hierarki, semakin lambat access time-nya.

2. Kapasitas penyimpanan data sebuah memori akan semakin besar jika posisinya semakin di bawah dalam hierarki.

3. Posisi memori terhadap prosesor semakin jauh jika posisi hierarkinya semakin ke bawah.

4. Harga memori semakin murah jika posisinya semakin di bawah dalam urutan hierarki memori.

Gambar 9.2 Hierarki memori.

Hierarki memori dari urutan teratas ke bawah adalah sebagai berikut.

1. Onboard Memory

Onboard memory adalah memori dalam mainboard komputer yang sudah terintegrasi dan dapat secara langsung diakses oleh processor. Ada tiga jenis onboard memory di antaranya sebagai berikut.

a. Register memory

Register memory merupakan memory dalam processor dengan kapasitas kecil, tetapi memiliki kecepatan akses data yang sangat cepat guna membantu proses aritmatika dan logika dalam CPU. Sebagai contoh, yaitu register data, register alamat, dan instruction register.

b. Cache memory

Cache memory merupakan memory yang digunakan untuk mempercepat transfer data dari memory utama ke processor karena perbedaan kecepatan bus processor dengan memori utama. Ada beberapa jenis cache dalam sistem komputer.

1) Cache L1, yaitu cache yang terletak dalam badan processor dalam ukuran 8 Kb, 64 Kb, sampai 128 Kb. Ukuran memory ini relatif kecil, tetapi memiliki kecepatan data setara processor.

2) Cache L2 merupakan cache memory yang terletak di antara badan processor dengan mainboard. Lebih sering disebut sebagai external cache dengan ukuran 256 Kb hingga 2 Mb.

3) Cache L3 merupakan cache memory yang mulai dimiliki oleh mesin dengan banyak processor, seperti dual core yang berfungsi sebagai pengontrol masuknya data dari cache L2 menuju ke core processor masing-masing.

c. Memori utama

Memori utama terletak di luar processor. Memori ini berfungsi untuk menyimpan data dan instruksi program. Ada dua jenis memori utama, yaitu:

1) ROM (Read Only Memory), yaitu memori yang menyimpan data BIOS (Basic Input Output System) yang berfungsi untuk men-setting komponen- komponen dalam komputer. Memori tersebut hanya dapat dibaca. Contoh: AMI BIOS dan AWARD BIOS.

2) RAM (Random Access Memory) adalah memori yang mendukung proses penulisan dan pembacaan data yang tersimpan ketika komputer sedang bekerja. Ada beberapa jenis RAM yang ada di pasaran saat ini, seperti SRAM, EDORAM, SDRAM, DDRAM, RDRAM, dan VGRAM.

2. Outboard Storage

Outboard storage merupakan memori atau media penyimpanan yang memiliki kapasitas lebih besar dari onboard memory dan bersifat non-volatile dalam jangka waktu tertentu. Sebagai contoh, yaitu magnetic disk dan hard disk.

3. Off-Line Storage

Off-Line Storage merupakan media penyimpanan yang memiliki kecepatan akses lebih lambat dari outboard storage, seperti cartridge tape dan worm.

Jika dilihat dari posisi dan akses data CPU, jenis-jenis memori dapat dilihat pada Gambar 9.3.

Gambar 9.3 Jenis memori berdasarkan lokasi dan akses CPU.

Sementara itu, jika dilihat dari metode pengontrolan data akses, jenis memori dapat dibagi menjadi beberapa tipe seperti pada Gambar 9.4.

Gambar 9.4 Jenis memori komputer berdasarkan pengontrolan data akses.

1. Direct access merupakan kategori memori yang memiliki posisi paling dekat CPU. Data dalam memori jenis ini dapat diakses secara langsung oleh CPU. Contohnya RAM dan cache.

2. Rotational merupakan jenis memori sekunder yang menyimpan, membaca, maupun menulis data menggunakan putaran piringan. Contohnya hard disk, compact disk, DVD, dan floppy disk. Karena berdasarkan putaran piringan, kemampuan membaca dan menulis data tergantung dari RPM (rotation per minute). Semakin cepat putaran, semakin cepat akses data.

3. Sequential merupakan jenis memori yang membagi unit data dalam bentuk record. Metode pengaksesan dibuat dalam bentuk alamat secara berurutan. Selain itu, memori jenis ini mendukung mekanisme read/write. Contohnya pita magnetik.

4. Random access, yaitu pengalamatan memori yang dilakukan. secara random dan diakses serta dialamatkan secara langsung. Contohnya adalah memori utama.

5. Associative access merupakan salah satu tipe memori random akses yang melakukan pencarian data dengan membandingkan data dengan alamat lokasi bit dalam memori. Contohnya adalah cache memory.

(B) Magnetic Disk

Magnetic disk adalah piringan atau cakram bundar yang Magnetic diari logam maupun plastik yang mampu menyimpan daya magnet sebagai media penyimpan data. Karakteristik utama sebuah memori sekunder bertipe magnetic disk adalah sebagai berikut.

1. Head Moving

Head Moving memiliki dua jenis head-peranti yang bertugas menulis dan membaca data pada piringan, yaitu sebagai berikut.

a. Fixed head disk, terdapat pada disk yang berfungsi untuk membaca atau menulis per track. Dengan demikian, jumlah head tergantung banyaknya track dalam piringan yang ditempatkan dengan lengan memanjang ke seluruh track.

b. Moved head disk, hanya terdapat sebuah head baca atau tulis pada permukaan disk yang bergerak maju mundur untuk mencari data dalam sebuah wilayah track.

2. Disk Portability

Ada dua jenis disk jika dilihat dari model penempatannya, di antaranya sebagai berikut.

a. Permanent disk, yaitu disk yang ditempatkan secara permanen pada drive.

b. Removable disk, yaitu piringan yang dapat dilepas dan diganti dengan disk lain.

3. Surface

a. Double side, yaitu dua sisi piringan yang dapat menyimpan data magnetic.

b. Single side, hanya satu sisi piringan yang dapat menyimpan data magnetic.

4. Sum of disk

a. Single platter, hanya terdapat sebuah piringan dalam drive.

b. Multi platter, dapat memiliki lebih dari sebuah piringan dalam drive.

Berikut ini adalah beberapa contoh peranti yang menggunakan teknologi magnetic disk dalam melakukan. penyimpanan data.

1. Floppy Disk

Floppy disk merupakan salah satu jenis memori sekunder yang memiliki kemampuan baca-tulis data. Jenis memori sekunder ini terdiri atas piringan dengan dua tipe diameter, yaitu 5¼ inci dan 3½ inci. Adapun struktur cakram dalam floppy disk terdiri atas bagian-bagian berikut.

a. Track

b. Sector

c. Boot area

Piringan dalam floppy disk berputar melalui spindle floppy drive dengan kecepatan tertentu (300 rpm untuk disket 54). Data dalam piringan tersebut diakses dan ditransferkan ke sistem bus melalui floppy disk head.

2. Hard Disk

Hard disk adalah jenis media penyimpan dengan teknologi magnetic disk yang memiliki karakteristik moved head disk, permanent disk, double side, dan multi platter. Bagian dalam hard disk adalah sebagai berikut.

• Platter

Platter merupakan piringan logam dengan kedua sisi permukaan piringan dapat digunakan untuk menyimpan data.

• Spindle

Spindle merupakan poros atau sumbu pemutar platter yang mampu berputar hingga 5.400 rpm, 7.200 rpm, dan 10.000 rpm.

• Head

Head merupakan lengan penulis dan pembaca data dalam area piringan magnetik.

• Logic board

Logic board adalah sirkuit elektronika yang berfungsi sebagai pengontrol kerja piringan dan gerakan head dalam membaca dan menulis data.

Teknologi perkembangan hardware hard disk selalu berkembang seiring tingginya spesifikasi hardware komputer dan versi sistem operasi.

Berikut merupakan beberapa teknologi perkembangan hardware hard disk.

1) ST 506

Standar teknologi buatan Shugart Technologies ini memberikan kemudahan dalam penempatan dua hard disk sekaligus dalam satu slot pada mainboard. Penempatan tersebut menggunakan sebuah kabel data 20 wire dan kabel 34 wire untuk sistem sinyal kontrol. Kemampuan transfer datanya mencapai 7,5 juta bit per detik. Namun, kelemahan standar ini adalah karena adanya pemisahan akses bit data dengan bit pengaturan waktu sehingga menyebabkan lamanya akses data. Oleh karena itu, ST 506 menggunakan kabel data yang pendek.

2) ESDI (Enhanced Small Device Interface)

Kelemahan ST 506 diperbaiki pada model ESDI, yaitu pemisahan bit data dengan bit pengaturan waktu ditempatkan pada sebuah drive. Pemisahan tersebut membuat hard disk mampu mendukung transfer data 24 juta bit per detik. Di samping itu, ESDI sudah menyediakan system report untuk memberikan status tentang kapasitas, geometri, sector, track, cylinder, dan head.

3) SCSI (Small Computer System Interface)

SCSI memiliki kemampuan menyimpan data lebih besar dengan kecepatan transfer data mencapai 20 megabyte per detik. Dalam pembacaannya, SCSI mampu menghubungkan berbagai jenis peranti yang berbeda seperti printer, CD drive, dan hard disk.

4) IDE (Integrated Drive Electronics)

Standar IDE telah mengintegrasikan sirkuit logika controller menjadi satu dengan drive dalam hard disk. Kondisi demikian memungkinkan disk terhubung dengan slot bus model konvensional dengan biaya lebih murah dan akses data lebih tinggi.

5) Serial ATA (SATA)

Teknologi SATA mendukung kecepatan akses data hingga 600 megabyte per detik dengan kapasitas penyimpanan bervariasi, mulai dari 20 GB, 40 GB, 300 GB, bahkan mencapai ukuran terabyte. Dengan kecepatan motor penggerak yang dapat mencapai 10.000 rpm, data dalam hard disk dapat dengan cepat diakses oleh CPU.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan I)

1. Jelaskan pengertian memory.

2. Tuliskan dan jelaskan karakteristik memori jika dilihat tingkatannya dalam hierarki memori.

3. Gambarkan dan jelaskan hierarki memori dalam komputer.

4. Apa perbedaan cache memory dengan main memory?

5. Jelaskan perbedaan struktur floppy disk dengan hard disk.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik I)

1. Buat kelompok bersama tiga temanmu.

2. Lakukan identifikasi tentang jenis-jenis memori (ukuran, letak, merk, dan kecepatan data) dalam komputer Anda. Tentukan jenis-jenis memori:

a. register,

b. cache memory,

c. memori utama, dan

d. memori sekunder, seperti floppy disk serta hard disk.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap pemikiran Anda.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek I)

1. Buat kelompok bersama tiga temanmu.

2. Lakukan perbandingan kecepatan akses data antara hard disk bertipe IDE dengan hard disk bertipe SATA. Percobaan dilakukan pada spesifikasi komputer yang sama dengan cara melakukan copy paste file berukuran di atas 4 GB. Catat waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proses tersebut pada kedua tipe hard disk.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap pemikiran Anda.

(C) Teknologi RAID

RAID (Redundant Array of Independent Disks) merupakan model baru dalam penyimpanan data (data storage) dengan mengombinasikan dan mengintegrasikan beberapa hard drive menjadi satu kesatuan unit. Tujuannya adalah untuk meningkatkan keandalan akses data, performa data, dan I/O hard disk. Standar RAID akan membagi atau mereplikasi data ke dalam beberapa hard disk terpisah.

Pada dasarnya, teknologi RAID menggabungkan beberapa hard disk secara fisik menjadi sebuah unit penyimpanan secara logic menggunakan perangkat lunak atau perangkat keras khusus. Umumnya, mesin server berspesifikasi tinggi sering menggunakan perangkat keras untuk membentuk RAID dari beberapa hard disk sehingga tidak perlu melakukan konfigurasi pada level sistem operasi. Konfigurasi RAID pada beberapa hard disk yang menggunakan aplikasi (perangkat lunak) dapat di-set pada level sistem operasi. Kelebihan dari sistem RAID adalah adanya replikasi data untuk menghindari terjadinya kerusakan. Selain itu, dari segi harga lebih murah juga dan sudah memiliki sistem back up data yang baik. Ada beberapa jenis standar dalam teknologi RAID, yaitu sebagai berikut.

1. RAID O

Standar ini menggunakan metode striping tanpa adanya fitur redundansi data dan fault tolerance (maksimal jumlah kerusakan hard disk dalam skema RAID yang menyebabkan kerusakan data). Data akan disimpan secara menyebar ke setiap hard disk. Akibatnya, jika salah satu hard disk rusak, data tersebut juga hilang.

Gambar 9.5 Standar RAID 0.

Contoh:

Ada dua hard disk dengan kapasitas 40 GB (dengan 3 partisi). Total kapasitas RAID 0 adalah 80 GB (total 6 partisi). Jika salah satu hard disk rusak, data dalam hard disk yang rusak tersebut juga ikut hilang tanpa adanya replikasi.

2. RAID 1

Sistem ini memerlukan minimal dua hard disk (berjumlah genap) dengan menggunakan metode mirroring (menyalin isi sebuah hard disk ke hard disk lain dengan tujuan sebagai back up) tanpa parity atau metode striping.

Gambar 9.6 Standar RAID 1.

3. RAID 2

Standar ini menggunakan sistem striping dengan memanfaatkan model parity hamming sebagai back up data jika salah satu hard disk rusak. Oleh karena itu, minimal jumlah hard disk adalah 5 dengan rumus n + 3, n > 1 dengan n adalah jumlah hard disk. Tiga hard disk terakhir berfungsi untuk menyimpan hamming code dari setiap bit yang ada di hard disk utama.

Contoh:

Terdapat 5 hard disk (A, B, C, D, dan E) dengan kapasitas yang sama, yaitu 20 GB. Total kapasitas RAID 2 (A dan B) adalah 2 x 20 GB = 40 GB. Sementara itu, hard disk C, D, dan E hanya difungsikan sebagai penyimpan informasi parity hamming dari dua hard disk utama (A dan B) yang bertujuan memudahkan pembacaan data walaupun hard disk A dan B rusak.

4. RAID 3

Standar RAID 3 juga menggunakan sistem striping. Jumlah hard disk dalam metode ini menggunakan rumus n + 1, dengan n adalah hard disk yang berjumlah lebih dari 1. Hard disk yang terakhir berfungsi sebagai penyimpan parity hasil perhitungan setiap bit dalam hard disk utama. Contoh: konsep RAID 3 memiliki tiga hard disk (A, B, dan C) berkapasitas sama 10 GB. Jadi, total kapasitas RAID 3 adalah 2 x 10 GB = 20 GB. Sementara itu, hard disk C hanya sebagai penyimpan informasi parity dari hard disk

A dan B agar ketika terjadi kerusakan pada A dan B, data tetap masih bisa dibaca.

5. RAID 4

Metode yang digunakan mirip dengan sistem RAID 3, tetapi informasi parity yang digunakan adalah informasi dari setiap blok hard disk. Rumus jumlah hard disk yang diperlukan adalah n + 1 dengan n adalah hard disk yang berjumlah lebih dari 1.

6. RAID 5

Konsepnya sama seperti RAID 4, yaitu menggunakan metode striping pada saat write. Selanjutnya, setiap data informasi parity langsung didistribusikan ke setiap hard disk yang terhubung dengan sistem RAID 5. Karakteristik RAID 5 adalah sebagai berikut.

• Minimal hard disk yang digunakan berjumlah 3.

• Maksimal fault tolerance adalah 1 hard disk.

• Rumus kapasitas hard disk RAID 5 adalah dengan n adalah jumlah hard disk.

Sebagai contoh, ketika membangun RAID 5 digunakan tiga hard disk berkapasitas 3 TB. Jadi, kapasitas dalam sistem RAID 5 menjadi:

Gambar 9.7 Standar RAID 5.

7. RAID 6

RAID 6 merupakan perbaikan sistem RAID 5 dengan menambahkan informasi parity menjadi dua, yaitu p dan q. Karakteristik RAID 6 adalah sebagai berikut.

• Minimum jumlah hard disk yang digunakan berjumlah 4.

• Maksimum fault tolerance adalah 2 hard disk.

• Rumus kapasitas hard disk dalam RAID 6 =

Sebagai contoh, besar kapasitas total hard disk RAID 6 dengan 4 hard disk yang setiap kapasitasnya sebesar 2 TB (total 8 TB) menjadi:

Gambar 9.8 Standar RAID 6.

8. RAID 10

Standar RAID 10 merupakan gabungan dari RAID 1 dan RAID 0 atau sering disebut sebagai nested RAID. Jumlah hard disk minimal, yaitu empat. Tujuannya untuk meningkatkan performa read/write serta proteksi data yang baik.

Gambar 9.9 Standar RAID 10.

(D) Pita Magnetik

Pita magnetik (magnetic tape) adalah media penyimpan data yang terbuat dari campuran plastik dan ferric oxide seperti pita untuk menyimpan informasi secara batch. Konsep kerja pembacaan dan penulisan data pada pita dilakukan secara berurutan menggunakan head (tape head). Head tersebut harus bersentuhan dengan media pita sehingga berpotensi besar menyebabkan keausan. Pada awal berkembangnya generasi mesin komputer, media penyimpan dengan pita magnetik (berbentuk reel-to-reel tape) sering dimanfaatkan untuk komputer-komputer besar. Sementara itu, komputer mini cenderung memakai cartridge tape. Sedangkan komputer mikro lebih sesuai dengan media berbentuk cassette.

Ada dua tipe media penyimpanan berbasis pita magnetic, di antaranya sebagai berikut.

1. Reel To Reel Tape

Reel to reel tape adalah teknologi pita paling awal dengan lebar ½ inci dan panjang 2.400 feet. Berikut ini adalah bagian- bagian model reel to reel tape, yaitu:

a. leader merupakan area bebas penyimpanan data,

b. BOT (beginning-of-tape) marker adalah area awal untuk tape melakukan perekaman data,

c. EOT (end-of-tape) marker merupakan batas akhir dari tape untuk dapat merekam data,

d. volume adalah identitas tape, berupa nomor atau kode tersendiri,

e. header label adalah bentuk informasi sebuah file, baik berupa nama maupun tanggal penyimpanan file,

f. trailer label mengandung informasi seperti halnya header label, tetapi dilengkapi dengan informasi berupa jumlah record dalam file sebagai kontrol total data.

Gambar 9.10 Struktur reel to reel tape.

Setiap record data pada pita magnetik dipisahkan oleh interrecord gaps (IRG) dengan lebar ½ sampai 1 inci. Susunan record itu dikenal dengan unblocked record.

Gambar 9.11 Model unblocked record.

Metode pemisahan dengan gap menyebabkan semakin banyak tempat yang terbuang. Untuk menghemat space yang terbuang, beberapa record dijadikan sebuah block yang dikenal blocking factor. Selanjutnya, antara setiap block dipisahkan oleh interblock gaps (IBG).

Gambar 9.12 Reel to reel tape.

2. Cartridge Tape

Catridge tape memiliki bentuk seperti sebuah kaset video atau audio. Pita magnetik tipe ini sering digunakan sebagai media penyimpanan pada komputer mini.

Gambar 9.13 Cartridge tape.

Jenis teknologi pita magnetik yang berkembang saat ini bermacam-macam, yaitu:

a. QIC (quater-inch-tape)

Pita ini memiliki 72 track hingga 144 track dengan kapasitas penyimpanan data sebesar 10-13 GB.

b. Travan

Jenis ini memiliki 108 track dengan dukungan kapasitas memori 10 GB hingga 20 GB dengan kecepatan transfer data 1 Mbps.

c. DAT (Digital Audio Tape)

DAT mempunyai lebar pita 4 mm dengan teknik perekaman helical scan pada kecepatan putaran 2.000 rpm.

d. LTO (Linear Tape Open)

LTO merupakan teknologi pita magnetik yang diproduksi Hewlett-Packard, IBM, dan Seagate sebagai standar format DLT milik Quantum.

e. 8 mm

Lebar pita adalah 8 mm yang awalnya digunakan untuk merekam video berkualitas lebih baik daripada jenis DAT.

(E)Optical Disk

Optical disk merupakan salah satu bentuk media penyimpan disk salah data yang terbuat dari bahan-bahan optik. Bahan optik tersebut terbuat dari resin (polycarbonate) yang permukaannya dilapisi bahan reflektif, misalnya alumunium. Bahan ini memungkinkan data dapat ditulis dan dibaca menggunakan teknologi laser. Ciri utama sebuah media penyimpan optical disk adalah sebagai berikut.

1. Memiliki kapasitas penyimpanan data dalam jumlah besar hingga ukuran gigabyte.

2. Menggunakan teknologi laser untuk menulis dan membaca data pada disk.

3. Akses data cukup cepat yang bergantung pada putaran disk.

Pada perkembangan selanjutnya, optical disk terbagi menjadi beberapa jenis berikut.

1. Laser Disk (LD)

Karakteristik utama LD adalah piringan optic dengan diameter 11,81 inci (30 cm). Kedua sisi permukaan dapat digunakan untuk menyimpan data, misalnya video atau film. Penulisan dan pembacaan data dalam format analog menggunakan sinar laser.

2. Compact Disk (CD)

Media compact disk memiliki karakteristik utama sebagai berikut.

a. Cakram optic yang memiliki diameter 120 mm dengan tebal 1,2 mm.

b. Lubang disk sebagai dudukan poros pemutar berdiameter 15 mm yang terletak di tengah.

c. Memiliki kapasitas penyimpanan hingga 720 MB.

d. Menggunakan metode sinar laser untuk menulis dan membaca data pada piringan tersebut.

Penulisan data pada piringan berupa data digital yang direkam dalam bentuk lubang-lubang mikroskopis pada permukaan reflektif dengan teknologi sinar laser berintensitas tinggi. Ada dua jenis media CD yang beredar dalam pasaran sekarang, yaitu sebagai berikut.

a. CD-R (Compact Disk Readable), adalah jenis CD yang hanya dapat sekali dilakukan perekaman data.

b. CD-RW (Compact Disk Re-Writeable), merupakan jenis CD yang dapat berulang kali dilakukan proses penulisan data. Metode penyimpanan data pada permukaan menggunakan struktur kristal yang dipolarisasi melalui laser pada head drive CD-ROM. Struktur kristal tersebut dapat di-wipe clean untuk mengembalikan strukturnya ke bentuk semula atau proses penghapusan.

Gambar 9.14 CD-R dan CD-RW.

3. Mini Disk

Mini disk memiliki diameter piringan sebesar 64 mm yang mampu menyimpan data audio selama 74 menit atau 80 menit. MD dapat digunakan untuk menyimpan data yang mampu menampung hingga 1 GB.

4. DVD (Digital Video Disc atau Digital Versatile Disc)

DVD merupakan pengembangan dari CD dengan kapasitas yang jauh lebih besar, berkisar antara 4,7-17 GB. Jenis DVD jika dilihat dari banyaknya layer dan kapasitasnya, dapat dibedakan menjadi:

a. single-side, single layer berkapasitas 4,7 GB,

b. double-side, single layer berkapasitas 8,5 GB,

c. single-sided, double layer berkapasitas 9,4 GB, dan

d. double-sided, double layer berkapasitas 17 GB.

Jenis DVD berdasarkan sistem perekaman data dapat dibedakan menjadi beberapa tipe berikut.

a. DVD-R

Jenis DVD ini hanya dapat dilakukan proses tulis data sekali saja dengan kapasitas data mencapai 4,7 GB. DVD-R dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu DVD-R bertipe G (general) yang bersifat umum dan DVD-R bertipe A (authoring) atau khusus.

b. DVD-RW

Tipe DVD yang dapat ditulis atau dibaca secara berulang-ulang (dalam mode R/W) dengan kapasitas data sebesar 4,7 GB.

c. DVD RAM

Kapasitas yang dimiliki disk ini mencapai 4,7 GB. Sering digunakan pada perangkat handycam (digital camcorder) dan komputer dengan drive khusus (DVD ROM).

d. DVD Multi Layer (DVD-ML)

Model DVD yang menggunakan lebih dari satu layer dalam proses read-write data sehingga mampu menyimpan data 8,5 GB hingga puluhan gigabyte.

Gambar 9.15 DVD multi layer dan DVD-RW.

(F) Lokasi Memori

Jenis memori jika dilihat dari posisi processor dapat dibagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.

Gambar 9.16 Struktur cache memory dalam bus.

1. CPU

Memori yang terletak di dalam CPU, seperti register dan cache memori level 1 (L1).

2. Memori internal

Memori yang terletak di dalam motherboard, seperti L2, L3, memori utama, dan ROM.

3. Memori Eksternal

Memori yang terletak di luar badan motherboard, seperti media penyimpan hard disk, floppy disk, pita magnetic, dan lainnya.

Karakteristik memori berdasarkan posisinya terhadap CPU adalah sebagai berikut.

1. Semakin dekat dengan letak processor, kecepatan waktu akses (access time) juga semakin cepat.

2. Semakin dekat dengan processor, kapasitas penyimpanan datanya juga semakin kecil yang berkisar antara 8 KB, 64 KB, hingga 128 KB. 1 bit mewakili nilai digital binary.

3. Harga memori semakin mahal jika posisinya semakin dekat dengan processor.

Gambar 9.17 Lokasi memori.

(G) Kapasitas Memori

Kapasitas memori adalah kemampuan memori dalam melakukan penyimpanan data dalam ukuran bit, byte, kilobyte, hingga gigabyte. Kemampuan menyimpan data dalam memori bergantung pada banyaknya cell yang merupakan perpaduan transistor dan kapasitor dalam bentuk chip. Model pengalamatan setiap lokasi data dalam memori direpresentasikan dalam bentuk sistem bilangan berbasis heksadesimal. Setelah itu, CPU akan mencari lokasi memori untuk melakukan penulisan maupun pembacaan data. Semakin besar kapasitas memori, semakin banyak pula data yang dapat disimpan dalam chip. Tabel 9.1 menunjukkan ukuran kapasitas memori.

Tabel 9.1 Ukuran kapasitas memori.

Kapasitas penyimpanan data cache memori berkisar antara 8 KB, 64 KB, hingga 128 KB. Sementara itu, memori utama memiliki kapasitas memori antara 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, hingga 6 GB. Sebagai contoh, jika terdapat memori dengan ukuran 4K x 8, 4K menunjukkan jumlah lokasi yang tersedia, yaitu 4 x 1.024 = 4.096 lokasi (mulai dari alamat 0 sampai dengan 4095) dan bilangan 8 menunjukkan panjang bit dalam 1 set data.

(H) Transfer Data dan Metode Akses

Transfer data dalam memori adalah kemampuan menerima dan mengirimkan data dari dan menuju memori. Satuan. transfer berarti jumlah saluran data yang tersedia sebagai jalur keluar masuk data dari dan menuju memori. Terdapat tiga jenis metode dalam ukuran transfer data, di antaranya sebagai berikut.

1. Word, merupakan satuan jumlah bit data yang mewakili isi data (bit) dan panjang instruksi. Ukuran panjang word dapat bervariasi, mulai dari 8 bit, 16 bit, dan 32 bit.

2. Addressable units. Pada sejumlah sistem komputer, nilai ukuran satuan addressable units adalah word. Akan tetapi, beberapa sistem yang berbeda menggunakan addressable units dengan satuan byte. Untuk menentukan jumlah hubungan antara panjang X sebuah alamat memori dan. jumlah Y adressable units, dapat digunakan rumus .

3. Unit of transfer adalah banyaknya bit data yang dapat dibaca (read) atau dituliskan (write) ke dalam memori pada suatu waktu. Unit of transfer memori eksternal biasanya memiliki kapasitas lebih besar dari ukuran satuan word yang sering disebut dengan block.

Kemampuan untuk read-write data pada cell memori juga dipengaruhi oleh jenis mode akses data yang diterapkan pada memori. Adapun jenis mode akses data tersebut adalah sebagai berikut.

1. Sequential Access

Struktur memori diuraikan dalam bentuk unit-unit data yang disebut dengan record. Mode akses data dalam record harus dibuat dalam bentuk urutan linier. Tipe ini juga mendukung mekanisme shared read/write mechanism dalam melakukan proses penulisan atau pembacaan memorinya. Contohnya media penyimpan berbasis pita magnetic.

2. Direct Access

Tipe ini juga mendukung proses shared read/write data. Setiap blok dan record data mempunyai unique address tergantung pada lokasi fisik, misalnya disk.

3. Random Access

Metode pengaksesan data tidak bergantung pada urutan lokasi memori sebelumnya, tetapi secara acak. Contohnya memori utama.

4. Associative Access

Metode pencarian data secara random berdasarkan isi data dalam tiap lokasi memori. Contohnya cache memory.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan II)

1. Tuliskan dan jelaskan jenis-jenis memori jika dilihat dari letaknya.

2. Bagaimana karakteristik memori jika posisinya semakin jauh dari processor?

3. Apakah yang dimaksud dengan kapasitas memori? Satuan apa yang dapat digunakan?

4. Jelaskan pengertian memori dengan ukuran 8K x 16.

5. Jelaskan metode ukuran dalam transfer data dari dan menuju ke memori.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik II)

1. Buat kelompok sebanyak tiga orang.

2. Lakukan identifikasi di komputer Anda. Tentukan cache L1, L2, dan L3.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap pemikiran Anda.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek II)

1. Buat kelompok sebanyak tiga orang.

2. Lakukan perbandingan kecepatan akses data antara komputer dengan ketentuan sebagai berikut.

a. Komputer yang hanya memiliki cache L1.

b. Komputer yang hanya memiliki cache L2.

c. Komputer yang memiliki cache L1 dan cache L2.

d. Komputer yang hanya memiliki cache L3.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap pemikiran Anda.

(I) Kinerja dan Tipe Fisik Memori

Kecepatan sebuah komputer dalam menangani proses, selain faktor kecepatan clock processor, faktor memori juga sangat berpengaruh. Unjuk kerja memori dalam menyimpan data, kecepatan dalam mengakses data, dan mentransfer data ke processor atau ke peranti I/O ditentukan oleh beberapa parameter sebagai berikut.

1. Access Time

Access time merupakan waktu yang diperlukan memori (RAM) untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sementara itu, access time untuk memori selain RAM adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses baca dan tulis pada alamat memori tertentu.

2. Memory Cycle Time

Parameter ini diterapkan pada memori dengan mode akses secara acak atau random (RAM). Memory cycle time merupakan hasil penjumlahan access time (yang diperlukan memori untuk proses read/write) dan waktu tambahan yang diperlukan transient agar hilang pada saluran sinyal.

3. Transfer Rate

Transfer rate adalah kecepatan transmisi data dari memori ke perangkat yang lain atau transfer data menuju memori. Ada dua model transfer rate, yaitu sebagai berikut.

a. Memori jenis RAM (random access memory), kecepatannya sama dengan 1/cycle time.

b. Memori berjenis non-RAM, rumus persamaannya adalah sebagai berikut.

Keterangan:

• adalah waktu rata-rata yang diperlukan untuk melakukan proses pembacaan atau penulisan N bit.

• adalah waktu rata-rata untuk mengakses data.

• N adalah jumlah bit data.

• R adalah kecepatan transfer data dalam satuan bit per second atau bps.

Berdasarkan fisiknya, memori dapat dibedakan menjadi dua, di antaranya sebagai berikut.

1. Memori semikonduktor adalah jenis memori yang menggunakan teknologi LSI (Large Scale Integration) atau VLSI (Very Large Scale Integration) dengan ribuan chip dipadatkan dalam cell tertentu. RAM adalah salah satu jenis memori yang termasuk jenis semikonduktor yang dapat bersifat volatile atau non-volatile.

2. Memori permukaan magnetik. Memori jenis ini memiliki data yang disimpan berada dalam media yang membentuk pola magnet tertentu. Jenis ini dapat ditemukan pada memori sekunder, misalnya disk atau pita magnetik.

Berdasarkan pemrosesan data, memori dapat dibedakan menjadi dua, di antaranya sebagai berikut.

1. Volatile, yaitu jenis memori yang datanya akan hilang jika tidak dialiri daya listrik atau data bersifat sementara, misalnya RAM.

2. Non-volatile merupakan tipe memori yang datanya masih tetap utuh meski daya listrik tidak lagi dialirkan, misalnya hard disk.

Tabel 9.2 Jenis-jenis memori.

Berdasarkan cara penulisannya, memori dapat dibedakan menjadi dua, di antaranya sebagai berikut.

1. Erasable adalah tipe memori yang memungkinkan untuk dapat menghapus data yang ada di dalamnya, misalnya RAM, hard disk, dan pita magnetic.

2. Non-eraseable merupakan jenis memori yang tidak

memungkinkan untuk dilakukan proses penghapusan data, kecuali dengan menghancurkan unit-unit penyimpannya, misalnya ROM BIOS.

(J) Keandalan Memori

Kecepatan akses data pada memori harus mampu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antara CPU dan memori tanpa terjadi delay waktu yang lama. Kebutuhan memori di pasaran selalu mengutamakan faktor harga yang relatif murah dengan kualitas baik. Berikut ini karakteristik penggunaan memori yang beredar di pasaran.

Rah Sistem Momoa Komput.

1. Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya.

2. Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.

3. Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya.

Seiring dengan perkembangan teknologi komputer, kebutuhan media penyimpanan data menjadi cukup besar. Hal tersebut ditunjang dengan banyaknya proses yang terjadi dalam layanan sistem operasi. Dengan demikian, kebutuhan untuk menggunakan kapasitas memori yang besar dengan harga per bit yang murah menjadi penting. Oleh karena itu, keandalan sebuah memori harus memperhatikan hal-hal berikut.

1. Harga memori yang murah.

2. Kapasitas yang semakin besar.

3. Peningkatan waktu akses.

4. Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Tabel 9.3 Spesifikasi magnetik.

(K) Rangkaian Memori RAM

Sebuah unit memori mengandung informasi data dalam bentuk bit yang mewakili data berbasis biner. Lalu lintas data dari atau menuju unit memori dilakukan melewati jalur atau bus data. Data yang disimpan akan dicatat pada sebuah alamat tertentu melalui jalur atau bus. Blok diagram sebuah unit cell memory dan peralatan pendukung cara kerja lainnya digambarkan pada bagan berikut.

Gambar 9.18 Diagram blok unit memori.

Sebuah blok unit memori terdiri atas alamat dan elemen data, seperti pada Tabel 9.4.

Tabel 9.4 Isi blok unit memori.

Jika digambarkan dalam bentuk rangkaian logika, sebuah unit cell memory dapat digambarkan seperti berikut.

Gambar 9.19 Rangkaian sebuah cell memory.

Pada memori jenis RAM jika dilihat dari konstruksi rangkaiannya, dapat dilihat bahwa:

• setiap data memiliki alokasi address tersendiri,

• setiap data berada di lokasi unit memori yang terpisah dengan unit alamat, dan

• setiap data memiliki rentang waktu akses yang sama serta dapat diakses secara acak (random).

Kapasitas memori dalam menyediakan lokasi alamat memori dan penyimpanan data pada RAM/EPROM sebanding dengan jumlah pin (kaki) alamat (AO - An) yang dapat dihitung dengan rumus . Sebagai contoh, sebuah RAM tipe 6116 memiliki pin (kaki) sebanyak 8 (dari alamat AO - A7), maka kapasitas RAM dirumuskan:

Sementara itu, ROM adalah salah satu tipe non-volatile memory yang berfungsi membaca data BIOS hardware komputer. Konstruksi ROM hampir sama seperti RAM yang terdiri atas memory address dan memory content. Berikut adalah beberapa fungsi kontrol dalam memori ROM.

• CS (Chip Select) berguna untuk memeriksa ROM yang sedang dalam kondisi aktif.

• CE (Chip Enable), bertugas untuk mengaktifkan chip ROM.

• OE (Output Enable), berfungsi mengaktifkan fungsi output pada memori.

Berikut ini diagram rangkaian ROM 16 x 8.

Gambar 9.20 Rangkaian konstruksi memori ROM.

Zona Aktivitas

Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan III)

1. Parameter apa saja yang harus diperhatikan untuk menganalisis unjuk kerja sebuah memori? Jelaskan.

2. Tuliskan dan jelaskan tipe memori berdasarkan fisiknya.

3. Jelaskan perbedaan volatile dan non-volatile pada memori. Berikan contohnya.

4. Jelaskan spesifikasi memori yang Anda ketahui.

5. Jelaskan cara kerja memori RAM.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik III)

1. Buat kelompok yang beranggotakan tiga orang.

2. Buatlah rangkaian logika sebuah cell memory menggunakan aplikasi simulasi Electronics Workbench dengan melihat rangkaian pada Gambar 9.19.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap hasil praktik yang kelompok Anda kerjakan.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek III)

1. Buat kelompok yang beranggotakan tiga orang.

2. Lakukan pengujian terhadap rangkaian logika tersebut dan catatlah hasilnya.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap hasil praktik yang kelompok Anda kerjakan.

(L) Pengertian Memori Semikonduktor

Lahan semikonduktor adalah sebuah bahan yang memiliki karakteristik konduktivitas listrik di antara sifat isolator (penghambat listrik) dan konduktor (penghantar listrik). Istilah lain yang lebih dikenal, yaitu bahan penghantar listrik sebagian. Bahan semikonduktor akan cenderung menjadi isolator jika tidak dialiri dengan kuat arus dan tegangan tertentu. Akan tetapi, pada kondisi tertentu, yaitu pada temperatur, arus, dan prosedur tertentu, bahan semikonduktor dapat berubah menjadi sebuah konduktor, seperti menjadi penguat arus dan tegangan. Keuntungan dari bahan semikonduktor adalah tidak mudah berubah oleh pengaruh cahaya, suhu, dan medan magnet. Meski demikian bahan ini cukup sensitif jika menerima beban yang berlebihan. Bahan-bahan yang dapat dipergunakan sebagai pembuat semikonduktor adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide.

Memori semikonduktor adalah komponen memori dalam komputer yang sirkuit pengingat informasi di dalamnya terbuat dari bahan-bahan semikonduktor. Setiap cell (chip) memori semikonduktor mengandung ratusan, bahkan jutaan kombinasi transistor dan kapasitor. Memori dengan karakteristik volatile dan non-volatile mulai menggunakan semikonduktor sebagai bahan dasar pembuatannya. Pada jenis komputer terbaru, semua memori utamanya merupakan jenis memori semikonduktor dinamis volatile atau dynamic random access. Sementara itu, pada jenis memori semikonduktor non-volatile juga diterapkan pada media penyimpanan offline yang lebih dikenal sebagai flash memory.

Berikut ini adalah jenis-jenis memori yang menggunakan bahan semikonduktor.

1. Flash memory (flash ROM).

2. Read Only Memory (ROM).

3. Random Access Memory (RAM).

Sebuah memori memiliki bagian terkecil atau elemen dasar yang disebut sel memori. Walaupun setiap jenis memori menggunakan teknologi dan bahan dasar pembuat yang berbeda, tetapi memiliki beberapa kesamaan karakteristik, antara lain sebagai berikut.

• Setiap aliran listrik atau nilai digital dalam memori merepresentasikan nilai biner 0 dan 1 menggunakan dua stable state (semistable).

• Sebuah memori memiliki kemampuan read dan write data, minimal sekali proses dalam life time-nya.

• Memiliki kemampuan akses data baik berdasarkan data maupun alamat data dalam sel memori.

Pada dasarnya, IC dalam memori semikonduktor memiliki banyak chip yang setiap chip mengandung array sel memori. Array tersebut memiliki pengaruh terhadap jumlah bit data yang dapat dibaca atau ditulis pada suatu waktu tertentu. Metode yang sering digunakan adalah penyusunan fisik dari array sel sama seperti logika penyusunan word pada memori. Memori semikonduktor dapat bekerja dengan kecepatan yang cukup tinggi dengan waktu siklus yang dibutuhkan bisa mencapai rentang 100 ns bahkan hingga kurang dari 10 ns. Pada awal perkembangannya (sekitar tahun 1960an), jenis memori ini terbilang cukup mahal dibandingkan dengan memori inti magnetik. Teknologi VLSI (Very Large Scale Integration) memungkinkan memori bekerja sangat cepat. Oleh karena itu, memori jenis ini dipergunakan sebagai jenis memori utama pada komputer-komputer modern. Jenis memori semikonduktor dapat dibedakan menjadi beberapa tipe, di antaranya sebagai berikut.

1. Berdasarkan teknologi yang digunakan, semikonduktor dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu memori bipolar dan MOS Memori.

2. Berdasarkan fungsi kerjanya, semikonduktor dibagi menjadi dua macam, yaitu memori baca-tulis (Read-Write Memory) dan memori yang hanya bisa dibaca (Read Only Memory).

3. Berdasarkan jenis sel memori yang dipakai, semikonduktor dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Static RAM dan Dynamic RAM.

4. Jika dilihat dari cara akses datanya, semikonduktor dibedakan menjadi dua kategori, yaitu Random Access Memory dan Serial Access Memory.

Keempat jenis memori tersebut memiliki ketergantungan satu sama lain. Berdasarkan hal tersebut diperoleh persamaan secara teori bahwa 24 menghasilkan 16 jenis memori yang berbeda. Sebagai contoh, read write memory merupakan fungsi kerja pada jenis RAM (Random Access Memory).

Gambar 9.21 Jenis memori semikonduktor.

(M) Random Access Memory (RAM)

Random Access Memory (RAM) merupakan salah satu jenis memori semikonduktor dengan proses akses data dilakukan secara acak pada sel-sel memori. Memori ini mampu mendukung proses baca dan tulis data secara elektrik. RAM sering digunakan sebagai memori utama yang menghubungkan bus dengan processor. Selain berfungsi sebagai penyimpan data, RAM juga mampu menyimpan sementara setiap hasil proses, baik berupa variabel-variabel data maupun data keluaran (output) hasil proses di CPU. Di samping itu, RAM juga disebut sebagai volatile memory, yaitu memori yang mampu menyimpan data (read and write) jika terdapat sumber tegangan yang mengalir pada sel- sel memori. Jika aliran listrik tersebut mati, semua data dalam memori juga ikut hilang. Jadi, data dalam memori selalu bernilai baru ketika pertama kali tegangan dialirkan padanya. RAM dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu sebagai berikut.

• Static RAM (SRAM)

Elemen dasar penyimpan SRAM terdiri atas rangkaian bistable flip-flop. SRAM memiliki kesamaan dengan dynamic RAM (DRAM), sebagai jenis volatile memory. Data hanya dapat disimpan selama ada aliran listrik yang mengalir. Namun, data di SRAM bersifat statis. Hal ini berarti data di dalam memori akan tetap utuh selama ada tegangan listrik. Hal tersebut disebabkan dalam rangkaian elemen dasar SRAM menggunakan komponen transistor tanpa kapasitor yang berdampak pada daya tegangan listrik bernilai tetap dan tidak bocor sehingga data tidak perlu di-refresh secara periodik. Di samping itu, SRAM memiliki kecepatan lebih tinggi dibandingkan tipe DRAM sehingga sering digunakan pada cache memory dan cache buffer yang letaknya lebih dekat dengan CPU. Saat ini, SRAM mampu mendukung kecepatan akses data dalam waktu 2 ns bahkan kurang. Akibatnya, kecepatan akses data tersebut dapat mengimbangi kecepatan processor dengan clock 500 MHz atau lebih.

Gambar 9.22 Blok diagram static RAM.

• Dynamic RAM (DRAM)

Konstruksi elemen dasar dalam jenis memori dynamic RAM yang menggunakan kombinasi transistor dan kapasitor, menyebabkan data yang tersimpan selama tegangan mengalir dapat hilang atau berkurang. Oleh karena itu, data dalam DRAM bersifat dinamis karena harus di-refresh dalam waktu tertentu secara periodik. Tipe DRAM sering digunakan sebagai memori utama yang menghubungkan bus data dengan processor.

Berikut ini adalah jenis-jenis RAM yang beredar secara umum.

1. FPM (Fast Page Mode)

FPM (merupakan jenis RAM generasi lama sebelum RAM jenis EDO diproduksi. FPM menerapkan modul SIMM (Single Inline Memory Module) dengan kapasitas memori mulai dari 2, 4, 8, 16, hingga 32 Mb dengan kecepatan akses data mencapai 70 ns sampai 60 ns. Kita tidak dapat meletakkan modul memori FPM dengan kecepatan berbeda dalam satu motherboard yang sama.

2. EDORAM (Extended Data Output RAM)

EDORAM merupakan salah satu jenis RAM generasi awal yang dipergunakan untuk processor Pentium dengan kapasitas memori 8 MB sampai maksimum 16 MB dengan standar PC 66/100. EDORAM dalam pemasangannya di mainboard dapat berjumlah lebih dari satu, tergantung dari kebutuhan memori. Ciri utama yang bisa dilihat pada EDORAM adalah adanya sebuah notch pada pin.

Gambar 9.23 EDORAM.

3. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)

SDRAM merupakan salah satu jenis DRAM dengan kecepatan lebih tinggi dari pada RAM generasi sebelumnya, yakni EDORAM.

Tabel 9.5 Kecepatan clock dan access time.

Ciri fisik SDRAM adalah jumlah pin sebanyak 168. Pada kaki-kaki pin terdapat dua notch (lubang dudukan slot kaki RAM) dengan kecepatan clock mencapai 133 MHz. Kapasitas memori SDRAM cukup besar, mulai dari 32 MB hingga 512 MB.

Gambar 9.24 SDRAM.

4. DDRRAM

DDRRAM (Double Data Rate RAM) merupakan generasi dynamic RAM untuk processor generasi Pentium IV. DDRRAM tersedia dalam banyak seri, misalnya seri PC2100 (266 MHz), PC2700 (333 MHz), dan PC3200 (400 MHz). Secara fisik, memori jenis ini memiliki 184 pin dengan sebuah notch pada kakinya. Tipe ini sering disebut sebagai DDR1. Kelebihan DDR1 dibandingkan SDRAM adalah mampu mengolah data dua kali lipat lebih cepat karena mampu menyimpan dua bit data di setiap clock-nya. Kapasitas memori tiap keping DDR bisa mencapai 1 GB.

Gambar 9.25 DDR RAM.

DDR2 RAM adalah seri kelanjutan DDR1 yang mulai diproduksi tahun 2003. DDR2 memiliki 240 pin dengan sebuah notch sehingga tidak cocok digunakan oleh komputer yang hanya men-support DDR1 karena berbeda dudukannya. DDR2 mempunyai beberapa seri, antara lain PC4200 (533 MHz), seri PC5300 (677 MHz), dan seri PC6400 (800 MHz) dengan kapasitas maksimum 2 GB.

DDR3 RAM merupakan seri pengembangan dari DDR2 dengan kemampuan transfer data dua kali lebih cepat dari DDR2. Di samping itu, seri DDR3 hanya membutuhkan tegangan listrik 1,5V, sedangkan DDR2 1,8 V dan DDR1 2,5 V. Dengan demikian, DDR3 dapat menghemat daya hingga 30%. DDR3 juga memiliki 240 pin dan sebuah notch, tetapi tidak kompatibel dengan slot DDR2.

Gambar 9.26 Perbedaan DDR1, DDR2, dan DDR3.

5. RDRAM

RDRAM (Rambus Dynamic RAM) merupakan salah satu jenis dynamic RAM yang diproduksi oleh Rambus Corporation. RDRAM mampu mendukung kecepatan bus hingga 800 MHz, tetapi memiliki jalur data yang sempit, yaitu 8 bit. Ciri fisik memori RDRAM adalah memiliki heat sink, jumlah pin sebanyak 232, dan hanya dapat digunakan oleh motherboard yang memiliki memory controller, misalnya 3dfx seri Voodoo4.

Gambar 9.27 RDRAM.

6. NVRAM

NVRAM (Non-Volatile RAM) merupakan salah satu jenis non-volatile yang digunakan untuk menyimpan hasil konfigurasi hardware (firmware), seperti BIOS, dan konfigurasi Router. Pada dasarnya, konsep teknologi yang digunakan NVRAM serupa dengan teknologi CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) yang memerlukan daya listrik rendah. Untuk menjaga data tetap utuh, NVRAM membutuhkan sebuah baterai Lithium model CR-2032.

Gambar 9.28 NVRAM.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan IV)

1. Jelaskan pengertian memori semikonduktor.

2. Tuliskan perbedaan tipe-tipe jenis memori semikonduktor.

3. Tuliskan dan jelaskan kesamaan sifat sebuah memori walaupun berbeda bahan dasar pembuatnya.

4. Gambarkan dan jelaskan jenis-jenis memori yang terbuat dari bahan semikonduktor.

5. Jelaskan perbedaan static RAM dengan dynamic RAM.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik IV)

1. Buat kelompok dengan jumlah maksimal sebanyak tiga orang.

2. Koneksikan PC atau laptop dengan internet.

3. Download aplikasi CPU-Z dengan membuka link http://www.cpuid.com/downloads/cpu- z/1.70-setup-en.exe

4. Install aplikasi tersebut di laptop Anda.

5. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi tentang fungsi dan cara pengoperasian software tersebut.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek IV)

1. Buat kelompok dengan jumlah maksimal sebanyak tiga orang.

2. Jalankan aplikasi CPU-Z di komputer Anda. Kemudian lakukan identifikasi dan analisis hardware komputer berikut.

a. Spesifikasi cache L1.

b. Spesifikasi cache L2.

c.. Spesifikasi cache L3.

d. Spesifikasi memori utama.

e. Spesifikasi CPU.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap pemikiran kelompok.

(N) Read Only Memory (ROM)

Read Only Memory (ROM) merupakan salah satu jenis memori semikonduktor. Memori ini hanya dapat melakukan proses pembacaan (read) data karena data awal sudah ditetapkan (write) oleh pabrik pembuatnya. ROM digunakan untuk

menyimpan konfigurasi dasar yang mengandung spesifikasi dan pengaturan fungsi input/output atau yang lebih dikenal dengan nama BIOS (Basic Input Output System).

Gambar 9.29 ROM.

Data dalam ROM akan tetap utuh atau bersifat non-volatile selama terdapat aliran listrik dalam memori. Oleh karena itu, ROM membutuhkan baterai berkapasitas kecil untuk menjaga data tetap utuh. Dalam perkembangannya, ROM memiliki beberapa tipe, di antaranya adalah sebagai berikut.

1. Programmable Read Only Memory (PROM)

Kelemahan pada memori jenis ROM adalah data atau program telah disediakan dan dikonfigurasikan oleh pabrik pembuatnya, menyebabkan pengguna tidak dapat melakukan perubahan atau mengisi data baru. Oleh karena itu, muncul ROM yang dapat diprogram atau diisi data pengguna yang disebut dengan Programmable Read Only Memory (PROM). Oleh produsen pembuatnya, PROM disediakan dalam kondisi kosong sehingga memungkinkan pengguna dapat mengisi atau memprogram ROM tersebut. Namun, ROM tersebut hanya dapat diprogram sekali saja.

2. Eraseable Programmable Read Only Memory (EPROM)

Karena teknologi PROM masih mempunyai kekurangan dalam hal proses pemrograman data yang hanya bersifat sekali saja, memori jenis PROM sudah tidak digunakan lagi. Setelah itu, dikembangkan teknologi memori PROM yang dapat melakukan proses baca dan tulis lebih dari satu kali menggunakan sinar ultraungu. Ciri fisik yang dapat dilihat pada chip memori jenis PROM adalah terdapatnya lubang atau celah berupa jendela kaca pada punggung chip yang digunakan sebagai sarana melakukan penghapusan data melalui penyinaran sinar ultraungu pada celah tersebut. Jenis ini disebut Eraseable Programmable Read Only Memory (EPROM).

Gambar 9.30 EPROM.

Ada dua jenis EPROM yang beredar saat ini, yaitu sebagai berikut.

a. Electrical Eraseable Programmable Read Only Memory (EEPROM)

EEPROM merupakan generasi lanjutan dari EPROM. EEPROM memungkinkan pengguna untuk menghapus atau mengisi data baru pada memori ROM. Prosesnya menggunakan aliran listrik melalui kaki-kaki chip memori secara berulang. Ketika akan menambahkan data atau program baru, chip memori EPROM harus dikosongkan terlebih dahulu, kemudian diisi dengan data baru.

b. Eraseable Alterable Programmable Read Only Memory (EAPROM)

Kelemahan pada EEPROM kemudian diperbaiki dengan sistem EAPROM. Perbaikan tersebut dilakukan dengan adanya. proses penambahan data pada memori sehingga tidak memerlukan penghapusan atau pengosongan seluruh data. Namun, cukup mengubah data pada sel memori tertentu sesuai dengan kebutuhan.

(0) Organisasi Memori

Data atau informasi berupa binary digit (bilangan berbasis dalam bentuk kelompok-kelompok bit yang disebut sebagai word. Word merupakan kumpulan bit yang membentuk entitas data atau informasi yang bergerak menuju atau keluar dari memori. Sebagian besar unit memori menggunakan konsep word sebagai kesatuan data 8 bit yang lebih sering disebut sebagai byte. Berikut ini adalah beberapa istilah penggunaan ukuran satuan dalam memori.

1. Bit yang merupakan kependekan dari binary digit adalah data dalam memori yang hanya memiliki dua kemungkinan, yaitu 0 dan 1 (nilai bilangan berbasis biner). Setiap bit atau kumpulan bit merepresentasikan nilai sebuah data atau informasi yang akan diproses oleh CPU.

2. Byte merupakan ukuran satuan untuk setiap susunan 8 bit.

3. Nibble merupakan ukuran satuan dari setiap susunan 4 bit.

Proses terjadinya komunikasi data antara memori dengan peralatan lainnya dalam komputer menggunakan beberapa saluran, di antaranya adalah sebagai berikut.

1. Address bus digunakan untuk menentukan sel-sel alamat bus dari data yang akan diakses dan dilewatkan.

2. Data bus merupakan jalur keluar masuk data.

3. Control bus sebagai saluran pengontrol yang menentukan arah aliran data, baik yang menuju maupun yang keluar dari memori.

Sebuah sel dalam unit memori merepresentasikan jumlah data yang tersimpan dalam ukuran word. Data-data yang tersimpan dalam unit memori dapat diakses berdasarkan saluran alamat yang disebut address. Address memiliki range 0 sampai dengan dengan n adalah banyaknya saluran alamat dalam bus. Ukuran kapasitas sebuah memori dalam menyimpan data dinyatakan dalam satuan sebagai berikut.

Tabel 9.6 Satuan kapasitas memori.

Untuk dapat menentukan besarnya kapasitas penyimpanan data dalam memori, dapat dihitung berdasarkan jumlah banyaknya saluran data (dalam satuan bit) dan banyaknya saluran alamat dalam memori. Saluran data dalam ukuran bit menggambarkan besar kapasitas penyimpanan data di setiap alamat. Adapun banyaknya saluran alamat merepresentasikan jumlah alamat yang tersedia dalam memori. Perhatikan Tabel 9.7 berikut.

Tabel 9.7 Saluran alamat dan data dalam memori.

Tabel 9.7 menggambarkan hubungan sebuah alamat dalam memori dalam bentuk biner dan desimal terhadap data yang dimiliki oleh setiap alamat tersebut.

Contoh

Sebuah memori EPROM dengan nomor seri XXXX memiliki data bus sebanyak 8 bit dengan jumlah address bus sebanyak 11 bit.

a. Berapakah banyaknya saluran alamat data yang tersedia?

b. Berapa besar kapasitas penyimpanan data dalam memori?

Penyelesaian:

a. Banyaknya saluran alamat pada range 0 sampai dengan X adalah sebagai berikut.

Jadi, banyaknya saluran alamat data yang tersedia dalam memori adalah dari range 0 sampai 2.047.

b. Besar kapasitas memori adalah , dengan a adalah jumlah address bus dan d adalah banyaknya data bus yang tersedia. Jadi, besar kapasitas memori yang tersedia adalah sebagai berikut.

Gambar 9.31 Struktur data bus dan address bus dalam memori.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan V)

1. Apa definisi memori ROM?

2. Tuliskan jenis-jenis ROM.

3. Tuliskan dan jelaskan jenis-jenis EPROM yang sekarang beredar.

4. Tuliskan dan jelaskan jenis-jenis ukuran satuan dalam memori.

5. Jelaskan pengertian address bus, data bus, dan control bus pada memori.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik V)

1. Buat kelompok dengan jumlah maksimal sebanyak tiga orang.

2. Bongkar komputer Anda, kemudian lakukan identifikasi jenis-jenis memori baik ROM dan RAM yang terpasang pada mainboard.

3. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap hasil praktik yang Anda kerjakan.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek V)

1. Buat kelompok dengan jumlah maksimal sebanyak tiga orang.

2. Dokumentasikan setiap chip memori ROM yang terpasang di mainboard komputer Anda dengan menggunakan kamera.

3. Analisis jenis chip ROM tersebut.

4. Presentasikan di depan kelas dan lakukan diskusi terhadap hasil praktek yang Anda kerjakan.

Rangkuman

1. Memori adalah peranti dalam komputer yang dapat menyimpan data, baik yang bersifat sementara (volatile) maupun permanen (non-volatile).

2. Magnetic disk merupakan jenis memori yang memanfaatkan pola magnet dalam media tertentu untuk menyimpan data.

3. Pita magnetic adalah tipe memori yang memanfaatkan pola magnet pada permukaan pita untuk merekam data.

4. RAID adalah teknologi yang mengombinasikan beberapa hard disk menjadi sebuah kesatuan penyimpanan untuk meningkatkan performa dan backup data.

5. Optical disk merupakan media penyimpan yang menggunakan sinar laser dalam mengakses dan merekam data pada piringan.

6.Dilihat dari lokasi penempatannya, memori dikategorikan menjadi tiga, yaitu memori dalam CPU, memori internal, dan memori eksternal.

7. Semakin dekat letak memori dengan letak processor, kecepatan waktu akses (access time) juga semakin cepat. Di samping itu, semakin kecil juga ukuran memori, semakin mahal harganya.

8. Metode ukuran transfer data pada memori dapat berupa word, addressable units, dan unit of transfer.

9. Mode akses pada memori dibagi menjadi empat, yaitu direct access, random access, sequential access, dan assosiative access.

10. Memori semikonduktor adalah jenis memori yang terbuat dari bahan yang dapat berfungsi sebagai konduktor atau isolator jika memperoleh perlakuan tertentu.

11. RAM atau Random Access Memory termasuk salah satu jenis memori dengan mode akses data secara acak yang menggunakan media semikonduktor sebagai bahan dasar pembuatannya.

12. Ada dua jenis RAM, yaitu static RAM dan dynamic RAM.

13. ROM atau Read Only Memory juga termasuk jenis memori semikonduktor. Jenis memori ini sering dipergunakan untuk menyimpan konfigurasi hardware.

Ulangan Akhir Bab 9

A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.

1. Bagian dalam hard disk yang berfungsi menerjemahkan data dari cakram ke bus motherboard adalah....

a. disk

b. platter

c. spindle

d. hard disk

e. logic board

2. Memori yang terletak dalam badan prosesor dalam ukuran 8 KB, 64 KB, sampai 128 KB yang berfungsi meningkatkan akses data dari dan ke CPU adalah ....

a. memori utama

b. cache memori

c. cache 11

d. cache L2

e. cache L3

3. Teknologi replikasi data dengan memanfaatkan lebih dari satu hard disk dalam penyimpanan data tanpa adanya fitur redundansi data dan fault tolerance adalah ....

a. RAID 0

b. RAID 1

c. RAID 2

d. RAID 3

e. RAID 4

4. Mode akses data dalam memori secara acak tanpa mempedulikan urutan data dalam alamat memori, yaitu....

a. rotational

b. sequential

c. direct access

d. random access

e. associative access

5. Banyaknya bit data yang dapat dibaca (read) atau dituliskan (write) ke dalam memori pada suatu waktu adalah ....

a. bit

b. byte

c. word

d. unit of transfer

e. addressable units

6. Jumlah address dari sebuah memori yang memiliki 4 pin adalah ....

a. 512

b. 256

c. 128

d. 32

e. 16

7. Bagian kontrol dalam ROM yang berguna untuk memeriksa ROM yang sedang dalam kondisi aktif adalah ....

a. CS

b. CE

c. OE

d. CR

e. TX

8. Metode pencarian data secara random berdasarkan isi data dalam setiap lokasi memori merupakan mode akses....

a. rotational

b. sequential

c. direct access

d. random access

e. associative access

9. Bagian kontrol dalam ROM yang berguna untuk mengaktifkan chip ROM adalah ....

a. CS

b. CE

c. OE

d. CR

e. TX

10. Access time yang diperlukan SDRAM berkecepatan clock 133 MHz adalah....

a. 6 ns

b. 10 ns

c. 23 ns

d. 0 ns

e. 50 ns

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.

1. Jelaskan perbedaan memori internal dengan memori eksternal dan berikan contohnya.

2. Jelaskan perbedaan memori erraseble dan nonerrasable, serta berikan contohnya.

3. Sebuah memori EPROM berseri ZZZZ memiliki data bus sebanyak 16 bit dengan jumlah address bus sebanyak 20 bit. Berapakah banyaknya saluran alamat data yang tersedia dan besar kapasitas penyimpanan data dalam memori?

4. Tuliskan dan jelaskan bagian-bagian fungsi kontrol dalam ROM.

5. Tuliskan dan jelaskan bagian-bagian dalam hard disk.

6. Jelaskan perbedaan RAID 0 dan RAID 10 dalam sistem komputer.

7. Jelaskan perbedaan EEPROM dengan EAPROM.

8. Jelaskan pengertian memori dengan ukuran 8K x 8.

9. Tuliskan dan jelaskan metode ukuran dalam transfer data dari dan menuju ke memori.

10. Jelaskan cara kerja memori RAM.

C. Praktik

Lakukan identifikasi jenis RAM dan ROM yang terdapat pada komputer Anda.

D. Laporan

Buat laporan dalam bentuk print out tentang analisis dari langkah identifikasi RAM dan ROM komputer Anda.