Tentang Memori ~ Kumpulan Materi

Tentang Memori

1. sifat-sifat sel memori, beserta fungsinya !

a. Sel memory memiliki dua keadaan stabil atau tidak stabil yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 0 dan 1.

b. Sel memory mempunyai kemampuan untuk ditulisi → untuk menyetel keadaan

c. Sel memory mempunyai kemampuan untuk dibaca → untuk merasakan keadaan

2. karakteristik memori computer dan berikan penjelasan !

a. Lokasi memori berada pada 3 lokasi, yaitu:

Memori Local atau sering disebut dengan register. Built-in berada dalam CPU, diperlukan untuk semua kegitan CPU.

Memori Internal atau sering disebut dengan memory primer atau memory utama. Berada diluar CPU bersifat internal pada system computer, diperlukan oleh CPU dalam proses eksekusi (operasi) program sehingga dapat diakses secara langsung oleh CPU tanpa melalui perantara.

Memori Eksternal atau sering disebut dengan memori sekunder. Bersifat eksternal dan berada di luar CPU, diperlukan dlam menyimpan data atau instruksi secara permanen, terdiri atas perangkat storage seperti: disk, pita magnetik, dll

b. Kapasitas Memory

Kapasitas register dinyatakan dalam bit.

Kapasitas memory internal dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.

Kapasitas memori eksternal dinyatakan dalam byte.

c. Satuan Transfer

Memory Internal. Satuan transfer merupakan jumlah bit yang dibaca atau ditulis ke dalam memori pada suatu saat.

Memory Eksternal.Data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word, yang dikenal dengan block.

d. Metode Akses Memory

Ada 4 jenis pengaksesan data satuan, yaitu:

· Sequentaial Access. Diorganisasikan menjadi unit-unit data yang disebut record, dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetic.

· Direct Access. Menggunakan shared read/write mechanism tetapi setiap blok dan record memliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Contoh direct access adalah akses pada disk.

· Random Access. Dapat dipilih secara random, waktu mengakses lokasi tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah system memori utama.

· Associative Access. Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya, waktu pencariannya tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memory cache.

e. Kinerja memory

3 buah parameter untuk kinerja system memory, yaitu:

Access Time.Bagi RAM waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis.Bagi non RAM waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu.

Cycle Time.Waktu akses ditambah dengan waktu transien hingga sinyal hilang dari saluran sinyal untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

Transfer Rate. Merupakan kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memory. Bagi RAM, transfer rate sama dengan . Bagi non-RAM, transfer rate sama dengan , dimana Waktu rata-rata untuk membaca atau menulis sejumlah N bit, waktu akses rata-rata, Jumlah bit, kecepatan transfer dalam bit per detik.

f. Tipe Fisik Memory

Ada dua tipe fisk memory, yaitu:

Memory Semikonduktor. Memory ini memakai teknologi LSI atau VLI, memory ini banyak digunakan untuk memory internal misalnya RAM. Memory Permukaan Magnetik.Banyak digunaakan untuk memory eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetic.

g. Karakteristik Fisik

Volatile dan Non-volatile. Pada memory volatile informasi akan hilang bila listrik dimatika. Pada memory Non-volatile informasi akan tetap berada tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan, memory ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Erasable dan Non Erasable. Erasable artiny isi memory dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain.

h. Organisasi

Organisasi dalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik. Hirarki Memory : Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin keci harga per bit. Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access untuk kinerja yang optimal, diperlukan kombinasi teknologi komponen memori.

3. Tiga konsep yang berhubungan dengan satuan transfer

• Word. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

• Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.

• Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

4. Empat macam metode access memori

a. Sequential Access

merupakan metode yang paling sederhana. Informasi yang disimpan dalam berkas diproses berdasarkan urutan.

b. Direct Access

merupakan metode yang membiarkan program membaca dan menulis dengan cepat pada berkas yang dibuat dengan fixed-length logical order tanpa adanya urutan.

c. Random Access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung.

d. Associative Access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya.

5. 3 parameter memori

a. Access Time.(Bagi RAM)

Access time merupakan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis.Bagi non RAM, access time adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu.

b. Memory Cycle Time.

Terdiri dari access time ditambah dengan waktu tambahan yang diperlukan transient agar hilang pada saluran signal atau untuk menghasilkan kembali data bila data ini dibaca secara destruktif.

c. Transfer Rate. Transfer rate adalah kecepatan data agar dapat ditransfer ke unit memori atau ditransfer dari unit memori

6. Tuliskan rumus dari random access memory beserta keterangan, berikan contohnya !

a. Transfer rate(Bandwidth)

Bandwidth(MB/s) = FSB (MHz) X Lebar data (Byte)

Contoh sebuah DDR2 PC800, berarti memiliki bus sebesar 800 MHz.

Lebar data (width) sebuah RAM adalah 64-bit, atau dikonversikan kedalam satuan byte sama dengan 8 byte. [1 byte = 8 bit]

Transfer Rate = Bus (MHz) x Lebar Data (Byte)

Transfer Rate = 800 MHz x 8 Byte = 6.400 MB/s. Itu artinya transfer rate RAM DDR2 PC800 adalah sebesar 6.400 MB/s.

b. Bus Speed

Bus Speed(MB/s) = Clock speed(Mhz) x 2 Cycle per clock

contoh menghitung bus speed dari "Dual Channel DDR" perhitungan dasar untuk dual channel adalah bila 1 keping memory memiliki lebar data 64 bits, maka untuk dua keping yg "identik" akan menghasilkan 2 x 64 bits = 128 bits bandwidth. Maka dari 128 bits itu sama dengan 16 bytes. Kita ambil contoh untuk yg memory clocknya 100 MHz maka perhitungannya menjadi:

200 MHz x 16 bytes (128 bits) = 3.200 MBps.

7. keandalan memori

a. Berapa Banyak ?

Sesuatu Yang Sulit Dijawab Karena Berapapun Kapasitas Memory Tentu Aplikasi Akan Menggunakan - Nya

b. Berapa Cepat ?

Memory Harus Mampu Mengikuti Kecepatan CPU Agar Terjadi Sinkonisasi Kerja Agar Tidak Ada Waktu Tunggu Karena Komponen Lain Belum Selesai Proses - Nya

c. Berapa Mahal ?

Kalau Masalah Harga Tergantung Produsen ( Relatif ) Yang Mencari Harga Murah Tanpa Mengorbankan Kualitas – Nya

8. hubungan harga, kapasitas dan waktu akses memori

Semakin Kecil Waktu Akses, Maka Semakin Kecil Harga Per - Bit - Nya

Semakin Besar Kapasitas, Maka Semakin Kecil Harga Per - Bit - Nya

Semakin Besar Kapasitas, Maka Semakin Besar Waktu Akses – Nya

9. Lengkapilah spesifikasi table memori berikut ini :

Tipe Memori	Teknologi	Ukuran	Waktu Akses
Chache Memory	Semi Konduktor RAM	128-512 KB	10 ns
Memori Utama	Semi Konduktor RAM	4-128 MB	50 ns
Disk Magnetik	Harddish	Gigabyte	10 m/s,10MB/detik
Disk Optik	CD ROM	Gigabyte	300 m/s,600 KB/detik
Pita Magnetik	Tape	100 MB	Det-met,10MB/menit

10. jenis memori random akses

a. SDRAM = Synchronous Dynamic Random-Access Memory

b. DDR SDRAM = Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access-Memory

c. DDR2 SDRAM = Double Data Rate Type Two Synchronous Dynamic Random-Access Memory

d. SDRAM = Double Data Rate Type Three Synchronous Dynamic Random-Access Memory

e. DDR4 SDRAM = Double Data Rate Type Four Synchronous Dynamic Random-Access Memory

f. DRDRAM = Direct Rambus Dynamic Random-Access Memory

g. PSRAM = Pseudostatic Random-Access Memory

h. RLDRAM = Reduced-Latency Dynamic Random-Access Memory

i. EDO DRAM = Extended Data Out Dynamic Random-Access Memory

j. SGRAM = Synchronous Graphics Random-Access Memory

k. FPM DRAM = Fast Page Mode Dynamic Random-Access Memory

11. Fungsi dari cache memori

a. Mempercepat Akses data pada komputer

b. Meringankan kerja prosessor

c. Menjembatani perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.

d. Mempercepat kinerja memory.

e. Mengontrol data yang masuk dari masing-masing inti prosesor.

12. Kapasitas dari cache memori

Level 1 : 8Kb, 64Kb dan 128Kb.

Level 2 : 256Kb sampai dengan 2Mb.

13. Apabila blok berukuran besar ditransfer ke dalam cache, maka akan terjadi penurunan hit ratio karena banyaknya data yang dikirim di sekitar referensi. Blok-blok yang berukuran lebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Karena setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil.

14. Fungsi pemetaan diimplementasikan dengan menggunakan alamat, yang terdiri dari 3 field(tag, line, word). Jelaskan yang dimaksud dengan tag, line, dan word !

a. Word = Bit paling kurang berarti yang mengidentifikasikan word atau byte unik dalam blok memori utama

b. Line = Byte sisa word yang menspesifikasi salah satu dari 2S blok memori utama

c. Tag =Sisa digit dari word dan line.Bagian paling berarti dalam alamat

15. assosiatif set dan hubungan yang terjadi di dalamnya !

Pemetaan asosiatif set menggabungkan kelebihan yang ada pada pemetaan langsung danpemetaan asosiatif. Memori cache dibagi dalam bentuk set – set.Pemetaan asosiatif set prinsipnya adalah penggabungan kedua pemetaan sebelumnya.Alamat memori utama diinterpretasikan dalam tiga field, yaitu: field tag, field set, dan field word.Hal ini mirip dalam pemetaan langsung. Setiap blok memori utama dapat imuat dalamsembarang saluran cache. Dalam pemetaan asosiatif set, cache dibagi dalam v buah set, yang masing –masingterdiri dari k saluran. Hubungan yang terjadi adalah :

m = v x k

i = j modulus v dan v = 2d dimana :

i = nomer set cache

j = nomer blok memori utama

m = jumlah saluran pada cache 46

16. Definisi dari algoritma penggantian adalah mekanisme pergantian blok-blok dalam memori cache yang lama dengan data baru. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.

17. algoritma First in First Out (FIFO) dan Least Frequently Used(LFU), berikan contohnya !

a. Firs in First Out (FIFO)

Algoritma ini adalah algoritma yang paling sederhana. Prinsip dari algoritma ini adalah seperti prinsip antrian (antrian tak berprioritas), halaman yang masuk lebih dulu maka akan keluar lebih dulu juga. Algoritma ini menggunakan struktur data stack. Apabila tidak ada frame kosong saat terjadi page fault, maka korban yang dipilih adalah frame yang berada di stack paling bawah, yaitu halaman yang berada paling lama berada di memori. Dengan hanya informasi mengenai lama berada di memori, maka algoritma ini dapat memindahkan page yang sering digunakan.Boleh jadi page itu berada terus di memori karena selalu digunakan. Page itu karena mengikuti pola antrian berdasar lamanya berada di memori menjadi elemen terdepan, diganti, dan segera harus masuk kembali ke memori sehingga terjadi page fault kembali

b. Least Frequently Used(LFU)

Algoritma ini mengasumsikan kelas-kelas bernomor lebih rendah akan baru akan digunakan kembali dalam waktu relatif lama.Algoritma ini mudah dipahami dan diimplementasikan. Implementasi algoritma ini sangat efisien karena tak banyak langkah dalam pemilihan page.Algoritma ini memang tidak optimal, tapi dalam kondisi-kondisi normal telah memadai.

18. keuntungan unified cache !

a. Memiliki hit rate yang tinggi karena telah dibedakan antara informasi data dan informasi instruksi.

b. Selain itu hanya sebuah cache saja yang perlu dirancang dan diimplementasikan.