teknologi media penyimpanan (internal & external...
TRANSCRIPT
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 1
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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.
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 2
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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]
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 3
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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.
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 4
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 5
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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 Komputer – Pertemuan (2012) Hal 6
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 7
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
Tabel 3 Unsur-unsur rancangan cache memori
C.Memori Eksternal (External Memory)
Magnetik Disk
Gambar 4 Layout data disk
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 8
antara 1 – 512 KB (optimum)4 – 8 word atau byte (optimum)
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 9
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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.
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 10
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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.
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 11
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 12
Teknologi Media Penyimpanan (Internal & External Memory) - Vega Valentine, ST, MMSI, MSc.
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
Arsitektur Komputer – Pertemuan (2012) Hal 13