View
1.145
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
coursework for the presentation, Computer Architecture courses, as a condition of the material a scholarship, wish me luck
Citation preview
1
MEMORY
Memori adalah istilah generik bagi tempat penyimpanan sementara data dalam
komputer. Beberapa jenis memori yang banyak digunakan adalah sebagai berikut:
Register prosesor
RAM atau Random Access Memory
Cache Memory (SRAM) (Static RAM)
Memori fisik (DRAM) (Dynamic RAM)
Perangkat penyimpanan berbasis disk magnetis
Perangkat penyimpanan berbasis disk optik
Memori yang hanya dapat dibaca atau ROM (Read Only Memory)
Flash Memory
Hirarki Memory
Dalam pembicaraan mengenai arsitektur komputer seperti arsitektur von Neumann,
misalnya, kapasitas dan kecepatan memori dibedakan dengan menggunakan hierarki
memori. Hierarki ini disusun dari jenis memori yang paling cepat hingga yang paling
lambat; disusun dari yang paling kecil kapasitasnya hingga paling besar kapasitasnya;
dan diurutkan dari harga tiap bit memori-nya mulai dari yang paling tinggi (mahal)
hingga yang paling rendah (murah)
2
Register prosesor
Register prosesor, dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer
yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi
terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap
nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah
nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu.
Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa
kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap
bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat
dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur
dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-
bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.
Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks
secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang
didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur".
Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register
dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat
mengandung lebih dari delapan register 32-bit.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan
bulat (integer).
Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan
juga untuk mengakses memori.
Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan
alamat secara sekaligus.
Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan
titik mengambang (floating-point).
Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-
angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true,
false dan lainnya.
Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang
dilakukan oleh prosesor SIMD.
Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal
prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam
beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan
yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register
langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register
jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
3
Ukuran register
Tabel berikut berisi ukuran register dan padanan prosesornya
Register Prosesor
4-bit Intel 4004
8-bit Intel 8080
16-bit Intel 8086, Intel 8088, Intel 80286
32-bit
Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium Pro, Intel Pentium, Intel Pentium 2, Intel
Pentium 3, Intel Pentium 4, Intel Celeron, Intel Xeon, AMD K5, AMD K6,
AMD Athlon, AMD Athlon MP, AMD Athlon XP, AMD Athlon 4, AMD
Duron, AMD Sempron
64-bit
Intel Itanium, Intel Itanium 2, Intel Xeon, Intel Core, Intel Core 2, AMD Athlon
64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX, AMD Turion 64, AMD Turion X2,
AMD Sempron
RAM
RAM adalah ruang untuk mengolah data dan instruksi yang ditulis atau di baca oleh
prosesor, dan bersifat sementara. Slot memori pada motherboard 30pin (kaki).
EDO-RAM (Extended Data Out)
EDO-RAM memiliki fungsi seperti RAM, akan tetapi jenis ini mempunyai kemampuan
kerja sangat tinggi dan cepat dalam membaca dan mentransfer data. Bentuk EDO-RAM
adalah SIMM (Single Inline Memory Module). Slot memori pada motherboard
72pin.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
SDRAM adalah memori yang dapat mengases data atau informasi lebih cepat dari EDO-
4
RAM. Bentuk SDRAM adalah DIMM (Dual Inline Memory Module). Slot memori pada
motherboard 168pin.
DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRRAM)
DDR SDRAM adalah tipe memori generasi penerus SDRAM, yang memiliki
kemampuan dua kali lebih cepat dari SDRAM. Slot memori yang digunakanDDR
SDRAM memiliki jumlah pin lebih banyak dari SDRAM,
yaitu184pin.
RDRAM (Rambus Dynamic RAM)
RDRAM adalah sebuah memori berkecepatan tinggi, digunaan untuk mendukung
5
prosesor Pentium 4.tipe RDRAM menggunakan slot RIMM,yang mirip dengan slot
SDRAM.
Chace Memory
(cache) dalam teknologi informasi adalah mekanisme penyimpanan data sekunder
berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering
diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati
memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan
kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori
semikonduktor.
Konsep memory cache
Pengertian Memori Cache
Cache beasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan
atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat
menympan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data
dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada
data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan
lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas
terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari
memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama)
sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama.
Level Memori Cache
Cache memori ada tiga level yaitu L1,L2 dan L3. Cache memori level 1 (L1) adalah
cache memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Cache ini memiliki
kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal. Ukuran memori berkembang
mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Cache level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar
yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun cache L2 ini memiliki
6
kecepatan yang lebih rendah dari cache L1. Cache L2 terletak terpisah dengan prosesor
atau disebut dengan cache eksternal. Sedangkan cache level 3 hanya dimiliki oleh
prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya
adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti
prosesor.
Cara Kerja Memori Cache
Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada cache.
Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat
kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM
yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang
dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi.
Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih
efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan
kecepatan kerja komputer secara keseluruhan.
Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching
dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori
utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi.
Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari
memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk
caching menggunakan sebagian dari memori komputer.
Stuktur sistem cache
Memori utama terdiri dari sampai dengan 2n word beralamat, dengan masing-masing
word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan, memori ini dinggap
terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word masing-masing bloknya.
Dengan demikian, ada M = 2n/K blok. Cache terdiri dari C buah baris yang masing-
masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih sedikit dibandingkan
dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di setiap saat, beberapa subset blok
memori berada pada baris dalam cache. jika sebuah word di dalam blok memori dibaca,
blok itu ditransfer ke salah satu baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila
dibanding dengan baris, maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk
dipersempahkan ke blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian
dari alamat memori utama.
Elemen rancangan cache
Elemen-elemen penting dari rancangan memory cache adalah sebagai berikut:
Ukuran cache, disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori.
Semakin besar ukuran cache semakin lambat karena semakin banyak jumlah
gerbang dalam pengalamatan cache.
7
Fungsi Pemetaan (Mapping), terdiri dari Pemetaan Langsung, Asosiatif, Asosiatif
Set.Pemetaan langsung merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu
memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache
saja. Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan
cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang
saluran cache.Hal ini menurut artikel dari Yulisdin Mukhlis, ST., MT
Algoritma Penggantian, terdiri dari Least Recently Used (LRU), First in First Out
(FIFO), Least Frequently Used (LFU), Acak. 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.
Ukuran blok, blok-blok yang berukuran Iebih besar mengurangi jumlah blok yang
menempati cache. Setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka
sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu
diambil. Dengan meningkatnya ukuran blok, maka jarak setiap word tambahan
menjadi lebih jauh dari word yang diminta,sehingga menjadi lebih kecil
kemungkinannya untuk di perlukan dalam waktu dekat.(Dikutip dari artilek milik
Yulisdin "Mukhlis, ST., MT")
Line size, Jumlah cache, Satu atau dua dua tingkat, kesatuan atau terpisah
Istilah penting yang berhubungan
Cache hit, jika data yang diminta oleh unit yang lebih tinggi dan ada dalam cache
disebut "hit". Permintaan dapat dilayani dengan cepat. Maksud urutan unit dari
rendah hingga tinggi yaitu: Streamer - Hardisk Memori - Second Level - First
level - CPU cache.
Cache miss, bila data yang diminta tidak ada dalam cache, harus diambil dari unit
dibawahnya yang cukup memakan waktu. Ini disebut miss (gagal)
Burst mode, dalam modus cepat ini cache mengambil banyak data sekaligus dari
unit dibawahnya. Ia mengambil lebih dari yang dibutuhkan dengan asumsi, data
yang diminta berikutnya letaknya berdekatan.
LRU (Least Recently Used) adalah algoritma penggantian cache.
COAST, Cache on the stick adalah bentuk khusus L2, yang dapat diganti-ganti
seperti RAM dan ditempatkan pada modul.
DRAM, memori dinamik (''Dynamic Random Access Memory) adalah bentuk
yang paling umum. DRAM hanya menggunakan sebuah kapasitor untuk
menyimpan, sehingga kecil dan murah untuk kapasitas besar. Kekurangannya:
kecepatannya tidak begitu tinggi.
SRAM, memori statik (Static RAM) ini menggunakan sakelar elektronik (flip-
flop) untuk menyimpan. secara teknis flip-flop pada RAM lebih rumit dari
kapasitor pada DRAM. Karena lebih cepat, SRAM biasanya digunakan untuk
cache L1 atau L2.
8
SDRAM, memori dinamik tersinkronisasi (Synchronous DRAM) merupakan
perkembangan lebih lanjut dari DRAM. Akses pada memori disinkronkan dengan
frekuensi sistim prosesor sehingga menghemat waktu. Pada motherboard modern,
SDRAM berfungsi sebagai pengganti langsung DRAM.
First level cache (L1), ini tingkat cache teratas dalam hirarki, dengan kapasitas
memori terkecil, termahal dan tercepat.
Second level cache (L2), cache level dua ini memiliki kapasitas lebih besar dari
L1, tetapi lebih lambat dan murah. Cache L2 masih lebih cepat dibandingkan
dengan RAM.
Write back (WB), cache digunakan tidak hanya saat membaca, tetapi juga dalam
proses menulis.
Write through (WT), mementingkan keamanan: cache hanya digunakan saat
membaca, sedangkan untuk menulis ditunggu hingga memori yang dituju selesai
menulis.
Memory Fisik
Memori fisik merupakan istilah generik yang merujuk pada media penyimpanan data
sementara pada komputer. Setiap program dan data yang sedang diproses oleh prosesor
akan disimpan di dalam memori fisik. Data yang disimpan dalam memori fisik bersifat
sementara, karena data yang disimpan di dalamnya akan tersimpan selama komputer
tersebut masih dialiri daya (dengan kata lain, komputer itu masih hidup). Ketika
komputer itu direset atau dimatikan, data yang disimpan dalam memori fisik akan hilang.
Oleh karena itulah, sebelum mematikan komputer, semua data yang belum disimpan ke
dalam media penyimpanan permanen (umumnya bersifat media penyimpanan permanen
berbasis disk, semacam hard disk atau floppy disk), sehingga data tersebut dapat dibuka
kembali pada lain waktu.
Memori fisik umumnya diimplementasikan dalam bentuk Random Access Memory
(RAM), yang bersifat dinamis (DRAM). Mengapa disebut Random Access, adalah
karena akses terhadap lokasi-lokasi di dalamnya dapat dilakukan secara acak (random),
bukan secara berurutan (sekuensial). Meskipun demikian, kata random access dalam
RAM ini sering menjadi salah kaprah. Sebagai contoh, memori yang hanya dapat dibaca
(ROM), juga dapat diakses secara random, tetapi ia dibedakan dengan RAM karena ROM
dapat menyimpan data tanpa kebutuhan daya dan tidak dapat ditulisi sewaktu-waktu.
Selain itu, hard disk yang juga merupakan salah satu media penyimpanan juga dapat
diakses secara random, tapi ia tidak digolongkan ke dalam Random Access Memory.
Penggunaan Memory Komponen utama dalam sistem komputer adalah Arithmetic Logic
Unit (ALU), Control Circuitry, Storage Space dan piranti Input/Output. Jika tanpa
memory, maka komputer hanya berfungsi sebagai digital signal processing devices,
contohnya kalkulator atau media player. Kemampuan memory untuk menyimpan data,
instruksi dan informasi-lah yang membuat komputer dapat disebut sebagai general-
purpose komputer. Komputer merupakan piranti digital, maka informasi disajikan dengan
sistem bilangan binary. Teks, angka, gambar, sudio dan video dikonversikan menjadi
9
sekumpulan bilangan binary (binary digit atau disingkat bit). Sekumpulan bilangan
binary dikenal dengan istilah BYTE, dimana 1 byte = 8 bits. Semakin besar ukuran
memory-nya maka semakin banyak pula informasi yang dapat disimpan di dalam
komputer (storage devices). Berikut ini beberapa gambar yang bisa mewakili bagaimana
cara informasi disimpan dalam memory dan bagaimana data ditransfer dari satu bagian ke
bagian lainnya.
Perangkat penyimpanan berbasis disk magnetis
FLOPPY DISK
Sebuah cakram liuk.
Cakram liuk atau disket (bahasa Inggris: floppy disk) adalah sebuah perangkat
penyimpanan data yang terdiri dari sebuah medium penyimpanan magnetis bulat yang
tipis dan lentur dan dilapisi lapisan plastik berbentuk persegi atau persegi panjang.
Cakram liuk "dibaca" dan "ditulis" menggunakan kandar cakram liuk (floppy disk drive,
FDD). Kapasitas cakram liuk yang paling umum adalah 1,44 MB (seperti yang tertera
pada cakram liuk), meski kapasitas sebenarnya adalah sekitar 1,38 MB.
HARD DISK
Cakram keras era tahun 1990-an tampak atas (kiri) dan tampak bawah (kanan)
Cakram keras (Inggris: harddisk atau harddisk drive disingkat HDD atau hard drive
disingkat HD) adalah sebuah komponen perangkat keras yang menyimpan data sekunder
dan berisi piringan magnetis. Cakram keras diciptakan pertama kali oleh insinyur IBM,
Reynold Johnson di tahun 1956. Cakram keras pertama tersebut terdiri dari 50 piringan
berukuran 2 kaki (0,6 meter) dengan kecepatan rotasinya mencapai 1.200 rpm (rotation
per minute) dengan kapasitas penyimpanan 4,4 MB. Cakram keras zaman sekarang sudah
ada yang hanya selebar 0,6 cm dengan kapasitas 750 GB.
10
Jika dibuka, terlihat mata cakram keras pada ujung lengan bertuas yang menempel pada
piringan yang dapat berputar
Data yang disimpan dalam cakram keras tidak akan hilang ketika tidak diberi tegangan
listrik. Dalam sebuah cakram keras, biasanya terdapat lebih dari satu piringan untuk
memperbesar kapasitas data yang dapat ditampung.
Dalam perkembangannya kini cakram keras secara fisik menjadi semakin tipis dan kecil
namun memiliki daya tampung data yang sangat besar. Cakram keras kini juga tidak
hanya dapat terpasang di dalam perangkat (internal) tetapi juga dapat dipasang di luar
perangkat (eksternal) dengan menggunakan kabel USB ataupun FireWire.
Sejarah
Hardisk merupakan piranti penyimpanan sekunder dimana data disimpan sebagai pulsa
magnetik pada piringan metal yang berputar yang terintegrasi. Data disimpan dalam
lingkaran konsentris yang disebut track. Tiap track dibagi dalam beberapa segment yang
dikenal sebagai sector. Untuk melakukan operasi baca tulis data dari dan ke piringan,
harddisk menggunakan head untuk melakukannya, yang berada disetiap piringan. Head
inilah yang selanjut bergerak mencari sector-sector tertentu untuk dilakukan operasi
terhadapnya. Waktu yang diperlukan untuk mencari sector disebut seek time. Setelah
menemukan sector yang diinginkan, maka head akan berputar untuk mencari track.
Waktu yang diperlukan untuk mencari track ini dinamakan latency.
Harddisk merupakan media penyimpan yang didesain untuk dapat digunakan menyimpan
data dalam kapasitas yang besar. Hal ini dilatar belakangi adanya program aplikasi yang
tidak memungkinkan berada dalam 1 disket dan juga membutuhkan media penyimpan
berkas yang besar misalnya database suatu instansi. Tidak hanya itu, harddisk diharapkan
juga diimbangi dari kecepatan aksesnya. Kecepatan harddisk bila dibandingkan dengan
disket biasa, sangat jauh. Hal ini dikarenakan harddisk mempunyai mekanisme yang
berbeda dan teknologi bahan yang tentu saja lebih baik dari pada disket biasa. Bila tanpa
harddisk, dapat dibayangkan betapa banyak yang harus disediakan untuk menyimpan
data kepegawaian suatu instansi atau menyimpan program aplikasi. Hal ini tentu saja
tidak efisien. Ditambah lagi waktu pembacaannya yang sangat lambat bila menggunakan
media penyimpanan disket konvensional tersebut. Sejarah Perkembangan Harddisk
11
Harddisk pada awal perkembangannya didominasi oleh perusahaan raksasa yang menjadi
standard komputer yaitu IBM. Ditahun-tahun berikutnya muncul perusahaan-perusahaan
lain antara lain Seagate, Quantum, Conner sampai dengan Hewlet Packard’s di tahun
1992. Pada awalnya teknologi yang digunakan untuk baca/tulis, antara head baca/tulisnya
dan piringan metal penyimpannya saling menyentuh. Tetapi pada saat ini hal ini
dihindari, dikarenakan kecepatan putar harddisk saat ini yang tinggi, sentuhan pada
piringan metal penyimpan justru akan merusak fisik dari piringan tersebut.
dari tahun 1984 sampai dengan 2006 mendatang, perkembangan teknologi penyimpanan
data berkembang cepat. Mulai dari ukuran mikro untuk penggunaan laptop sampai
ukuran normal untuk penggunaan PC Desktop. Trend Perkembangan HardDisk Trend
perkembangan harddisk dapat kita amati dari beberapa karakteristik berikut : a.
Kerapatan Data/Teknologi Bahan Merupakan ukuran teknologi bahan yang digunakan
seberapa besar bit data yang mampu disimpan dalam satu satuan persegi. Dalam hal
kerapatan data dari awal sampai sekarang terjadi evolusi yang sangat kontras. Pada awal
perkembangannya kerapannya sekitar 0.004 Gbits/in2 tetapi pada tahun 1999 labortorium
IBM sudah ada sekitar 35.3 Gbits/in2. Tetapi menurut www.bizspaceinfotech.com akan
diperkenalkan apa yang dinamakan TerraBit density. Harddisk pada awal
perkembangannya, bahan yang digunakan sebagai media penyimpan adalah iron oxide.
Tetapi sekarang banyak digunakan media thin film. Media ini merupakan media yang
lebih banyak menyimpan data dari pada iron oxide pada luasan yang sama dan juga
sifatnya yang lebih awet.
Struktur head baca/tulis Head baca/tulis merupakan perantara antara media fisik dengan
data elektronik. Lewat head ini data ditulis ke medium fisik atau dibaca dari medium
fisik. Head akan mengubah data bit menjadi pulsa magnetik dan menuliskannya ke
medium fisik. Pada proses pembacaan data prosesnya merupakan kebalikannya.
Desain karakteristik kebanyakan head baca/tulis Proses baca tulis data merupakan hal
yang sangat penting, oleh karena itu mekanismenya juga perlu diperhatikan. Dalam
pendahuluan sebelumnya terdapat perbedaan letak fisik head dalam operasinya. Dulu
head bersentuhan fisik dengan metal penyimpan. Kini antara head dan metal penyimpan
sudah diberi jarak. Bila head bersentuhan dengan metal penyimpan, hal ini akan
menyebabkan kerusakan permanen fisik, head yang aus, tentu saja panas akibat gesekan.
Apalagi teknologi sekarang kecepatan putar harddisk sudah sangat cepat. Selain itu
teknologi head harddiskpun juga mengalami evolusi. Evolusi head baca/tulis harddisk :
Ferrite head, Metal-In-Gap (MIG) head, Thin Film (TF) Head, (Anisotropic)
Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, Giant Magnetoresistive (GMR) Heads dan sekarang
yang digunakan adalah Colossal Magnetoresistive (CMR) Heads. Ferrite head,
merupakan teknologi head yang paling kuno, terbuat dari inti besi yang berbentuk huruf
U dan dibungkus oleh lilitan elektromagnetis. Teknologi ini diimplementasikan pada
pertengahan tahun 1980 pada harddisk Seagate ST-251. Kebanyakan terdapat pada
harddisk yang ukurannya kurang dari 50MB. Metal-In-Gap (MIG), merupakan
penyempurnaan dari head Ferrite. Biasanya digunakan pada harddisk yang ukurannya
50MB sampai dengan 100MB. Thin Film (TF) heads, berbeda jauh dengan jenis head
sebelumnya. Head ini dibuat dengan proses photolothografi seperti yang digunakan pada
12
pembuatan prosessor. (Anisotropic) Magnetoresistive (MR/AMR) Heads, head ini
digunakan untuk membaca saja. Untuk penulisannya digunakan head jenis Thin Film.
Diimplementasikan pada harddisk ukuran 1GB sampai dengan 30GB. Giant
Magnetoresistive (GMR) Heads, merupakan penemuan dari peneliti Eropa Peter
Gruenberg and Albert Fert. Digunakan pada harddisk ukuran besar seperti 75GB dan
kerapatan tinggi sekitar 10 Gbits/in2 sampai dengan 15 Gbits/in2. Karena teknologi Giant
Magnetoresistive (GMR) mulai ditarik dari pasaran, sebagai penggantinya adalah
Colossal Magnetoresistive (CMR). Kecepatan Putar Disk Kecepatan putar pada jaman
awal sekitar 3600RPM. Dengan semakin berkembangnya teknologi, kecepatan putar
ditingkatkan menjadi 4500RPM dan 5400RPM. Karena kebutuhan media penyimpan
yang mempunyai kemampuan tinggi dibuatlah dengan kecepatan 7200RPM yang
digunakan pada harddisk SCSI
Kapasitas Kapasitas harddisk pada saat ini sudah mencapai orde ratusan GB. Hal ini
dikarenakan teknologi bahan yang semakin baik, kerapatan data yang semakin tinggi.
Teknologi dari Western Digital saat ini telah mampu membuat harddisk 200GB dengan
kecepatan 7200RPM. Sedangkan Maxtor dengan Maxtor MaxLine II-nya yaitu harddisk
berukuran 300GB dengan kecepatan 5400RPM. Beriringan dengan transisi ke ukuran
harddisk yang lebih kecil dan kapasitas yang semakin besar terjadi penurunan dramatik
dalam harga per megabyte penyimpanan, membuat hardisk kapasitas besar tercapai
harganya oleh para pemakai komputer biasa.
Teknologi Harddisk masadepan Harddisk dimasa mendatang salah satunya dititik
beratkan pada kecepatan akses dan kapasitasnya. Hal ini dapat dilakukan dengan
mereduksi komponen mekanis dari fisik harddisknya. Komponen mekanis yang tidak
mampu bekerja pada frekuensi tinggi digeser dengan komponen yang bersifat elektris
yang mampu bekerja dalam orde MHz bahkan GHz. Dapat dilihat saat ini sudah dirilis
berbagai macam media penyimpan elektronis dalam bentuk kecil. Misalnya USB Drive
dan MultiMedia Card. Bila nantinya teknologi ini diterapkan dan dapat harganya
terjangkau, kemampuan komputer dari sisi kecepatan akses baca/tulis media penyimpan
akan meningkat pesat. Otomatis kemampuan PC Server untuk melayani request dari
client akan meningkat.
Berikut Ini Beberapa Rangkuman Referensi Singkat Mengenai Hard Disk ;
Interface Hard Disk IDE (Integrated Drive Electronics) ;
Standar lama yang masih ada. Murah, dan terintegrasi dengan MB merupakan alasan
teknologi ini teta p ada.Jumlah IDE ada 4 buah tiap MBKoneksi dengan kabel pipih 80
pininterface yang bottleneck dan menghambat panas
SCSI (Small Computer Standard Interface) Kecapatan 160 mb/detik Jenis SCSI (SCASI
I, Wide SCSI, Ultra wide)Menggunakan card tersendiriMB teknologi baru sudah
menyertakan card SCSInya . SCSI biasanya digunakan untuk system server, yang
menuntut kinerja tinggi Sistem SCSI dikenal dengan teknologi RAID,sistem penyusunan,
13
penulisan, keamanan dengan beberapa HD. RAID (Redudancy Array of Independent
Disk), merupakan sekumpulan diskdrive yang dianggap oleh OS sebagai drive
tunggal.Recovery dan security menjadi prioritas.
Pemasangan
Kabel IDE terdapat strip warna merah Power supply ditancapkan bersebelahan atau
sejajar dengan warna merah pada kabel IDEJika salah komputer tidak akan
bootingLakukan deteksi HD lewat BIOS
Proses baca
Saat sebuah sistem operasi mengirimkan data kepada hard drive untuk direkam, drive
tersebut memproses data tersebut menggunakan sebuah formula matematikal yang
kompleks yang menambahkan sebuah bit ekstra pada data tersebut.Bit tersebut tidak
memakan tempat: Di kemudian hari, saat data diambil, bit ekstra tersebut memungkinkan
drive untuk mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan acak yang disebabkan oleh variasi
dari medan magnet di dalam drive tersebut. Kemudian, drive tersebut menggerakkan
head melalui track yang sesuai dari platter tersebut. Waktu untuk menggerakkan head
tersebut dinamakan “seek time”. Saat berada di atas track yang benar, drive menunggu
sampai platter berputar hingga sector yang diinginkan berada di bawah head. Jumlah
waktu tersebut dinamakan “drive latency”. Semakin pendek waktu `seek` dan `latency`,
semakin cepat drive tersebut menyelesaikan pekerjaannya. Saat komponen elektronik
drive menentukan bahwa sebuah head berada di atas sector yang tepat untuk menulis
data, drive mengirimkan pulsa el ektrik pada head tersebut. Pulsa tersebut menghasilkan
sebuah medan magnetik yang mengubah permukaan magnetik pada platter. Variasi yang
terekam tersebut sekarang mewakili sebuah data. Membaca data memerlukan beberapa
proses perekaman. Drive memposisikan bagian pembaca dari head di atas track yang
sesuai, dan kemudian menunggu sector yang tepat untuk berputar di atasnya. Saat
spektrum magnetik tertentu yang mewakili data Anda pada sector dan track yang tepat
berada tepat di atas head pembaca, komponen elektronik drive mendeteksi perubahan
kecil pada medan magnetik dan mengubahnya menjadi bit. Saat drive tersebut selesai
mengecek error pada bit dan membetulkannya jika perlu, ia kemudian mengirimkan data
tersebut pada sistem operasi.
Sectors dan tracks
Tracks adalah bagian dari sepanjanjang keliling lingkaran dari luar sampai ke
dalam.Sedangkan sector adalah bagian dari tracks.Sectors memiliki jumlah bytes yang
sudah diatur. Ada ribuan sector dalam HD 1 sectors normalnya menyimpan 512 byte
informasi
Bahan pembuat
Saat ini hd dibuat dengan teknologi material media magnetik disebut thin film.Lebih
rapat, masa pakainya, kecil, ringan dari bahan oxide
14
Mekanisme kerja
Proses baca tulis dilakukan oleh lengan hd dengan media Fisik magnetikHead hardisk
melakukan konversi bits ke pulse magnetik dan menyimpannya ke dalam platters, dan
mengembalikan data jika proses pembacaan dilakukan Hard disk memiliki “Hard platter”
yang berfungsi untuk menyimpan medan magnet.Pada dasarnya cara kerja hard disk
adalah dengan menggunakan teknik perekaman medan magnet. Cara kerja teknik magnet
tersebut memanfaatkan Iron oxide (FeO) atau karat dari besi, Ferric oxide (Fe2O3) atau
oxida lain dari besi. 2 oxida tersebut adalah zat yang bersifat ferromagnetic , yaitu jika
didekatkan ke medan magnet maka akan ditarik secara permanen oleh zat tersebut
USB
Konektor USB (Tipe A dan B)
Konektor USB Tipe A
Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung,
biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol
permainan, ponsel dan PDA.
Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan
beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub
yang khusus.
Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke
ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-
mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem
tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem
komputer dan memroses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.
15
USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard,
pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB
kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan
kamera digital.
Versi terbaru (hingga Januari 2005) USB adalah versi 2.0. Perbedaan paling mencolok
antara versi baru dan lama adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan
transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:
High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data
pada ± 500ppm.
Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data
pada ±0.25% atau 2,500ppm.
Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data
pada ±1.5% atau 15,000ppm.
Protokol USB
Persinyalan USB
USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua transaksi. Paket
pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang
mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket
berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan
apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal
menerima data dengan baik.
Setiap proses transaksi pada USB terdiri atas:
Paket token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)
Pilihan paket data (termasuk tingkat muatan) dan
Status paket (untuk acknowledge/pemberitahuan hasil transaksi dan untuk koreksi
kesalahan)
Nomor kaki (dilihat pada soket):
Penetapan kaki[1]
Kaki Fungsi
1 VBUS (4.75–5.25 V)
2 D−
3 D+
16
4 GND
Shell Shield
Paket data umum USB
Data di bus USB disalurkan dengan cara mendahulukan Least Significant Bit(LSB).
Paket-paket USB terdiri dari data-data berikut ini:
Sync
Semua paket harus diawali dengan data sync. Sync adalah data 8 bit untuk low dan full
speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk mensinkronkan clock dari
penerima dengan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan dimana data PID dimulai.
PID (Packet Identity/Identitas paket)
Adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Tabel dibawah ini
menunjukkan nilai-nilai PID:
Group Nilai PID Identitas Paket
Token 0001 OUT Token
Token 1001 IN Token
Token 0101 SOF Token
Token 1101 SETUP Token
Data 0011 DATA0
Data 1011 DATA1
Data 0111 DATA2
Data 1111 MDATA
Handshake 0010 ACK Handshake
Handshake 1010 NAK Handshake
Handshake 1110 STALL Handshake
Handshake 0110 NYET (No Response Yet)
Special 1100 PREamble
Special 1100 ERR
Special 1000 Split
Special 0100 Ping
Ada 4 bit PID data, supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit di komplementasikan dan
diulang, menjadikan 8 bit data PID. Hasil dari pengaturan tersebut adalah sebagai berikut.
PID0 PID1 PID2 PID3 nPID0 nPID1 nPID2 nPID3
17
ADDR (address)
Bagian alamat dari peralatan dimana paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan
dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, peralatan yang belum terdaftar harus merespon
paket yang dikirim ke alamat 0.
ENDP (End point)
Titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit, menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Low
speed devices, hanya dapat mempunyai 2 tambahan end point pada puncak dari pipe
default. (maksimal 4 endpoints)
CRC
Cyclic Redundancy Check dijalankan pada data didalam paket yang dikirim. Semua
penanda (token) paket mempunyai sebuah 5 bit CRC ketika paket data mempunyai
sebuah 16 bit CRC.
EOP (End of packet)
Akhir dari paket yang disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended Zero/SEO)
untuk kira-kira 2 kali bit diikuti oleh sebuah J 1 kali.
Data yang dikirim dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control,
interrupt, bulk, atau isochronous.
Perancangan peralatan yang menggunakan USB
Untuk membuat suatu peralatan yang dapat berkomunikasi dengan protokol USB tidak
perlu harus mengetahui secara rinci protokol USB. Bahkan kadang tidak perlu
pengetahuan tentang USB protokol sama sekali. Pengetahuan tentang USB protokol
hanya diperlukan untuk mengetahui spesifikasi yang dibutuhkan untuk alat kita. Pada
kenyataannya untuk mengimplemetasikan USB protokol di FPGA ataupun perangkat
bantu lain sangat tidak efisien dan banyak waktu terbuang untuk merancangnya.
Menggunakan kontroler USB sangat lebih dianjurkan dalam membuat alat yang dapat
berkomunikasi melalui protokol ini. Kontroler USB mempunyai banyak macam bentuk,
dari microcontroller berbasis 8051 yang mempunyai input output USB secara langsung
sampai pengubah protocol dari serial seperti I2C bus ke USB.
USB controller biasanya dijual dengan disertai berbagai fasilitas yang mempermudah
pengembangan alat, diantaranya manual yang lengkap, driver untuk windows, contoh
code aplikasi untuk mengakses USB, contoh code untuk USB controller, dan skema
rangkaian elektronikanya.
Dalam sisi pengembangan software aplikasi dalam personal computer, komunikasi antar
hardware didalam perangkat keras USB tidak terlalu diperhatikan karena Windows
18
ataupun sistem operasi lain yang akan mengurusnya. Pengembang perangkat lunak hanya
memberikan data yang akan dikirim ke alat USB di buffer penyimpan dan membaca data
dari alat USB dari buffer pembaca. Untuk driver pun kadang-kadang Windows sudah
menyediakannya, kecuali untuk peralatan yang mempunyai spesifikasi khusus kita harus
membuatnya sendiri.
Perangkat penyimpanan berbasis disk optik
CAKRAM DIGITAL
Sebuah Cakram Digital.
Jenis media optis
Laserdisc
Compact disc/CD-ROM: CD-R, CD-RW
MiniDisc
DVD: DVD-R, DVD-D, DVD-R DL, DVD+R,
DVD+R DL, DVD-RW, DVD+RW,
DVD-RW DL, DVD+RW DL, DVD-RAM
Blu-ray Disc: BD-R, BD-RE
HD DVD: HD DVD-R: HD DVD-RAM
UDO
UMD
Holographic data storage
3D optical data storage
Cakram Digital (bahasa Inggris: Compact Disc, disingkat CD), cakram padat, atau
piringan cakram adalah sebuah piringan optikal yang digunakan untuk menyimpan data
secara digital. Awalnya CD dikembangkan untuk menyimpan audio digital dan
diperkenalkan pada tahun 1982. Media ini tetap menjadi format standar dalam pemutaran
rekaman audio komersial hingga pertengahan 2006. Sebuah CD audio mengandung satu
atau lebih lajur stereo yang disimpan dengan proses pengkodean PCM 16-bit pada sampel
rasio 44,1 kHz. CD standar berdiameter 12 cm, yang lebih kecil berdiameter 8 cm. CD
berdiameter 12 cm mampu menampung sekitar 80 menit data berupa audio. CD
19
berdiameter 8 cm, yang terkadang digunakan untuk CD demo, mampu menampung
sekitar 20 menit data berupa audio. Teknologi CD kemudian diadopsi untuk digunakan
sebagai alat penyimpan data yang dikenal sebagai CD-ROM serta untuk media yang
dapat ditulis sekali maupun berulang-ulang (CD-R dan CD-RW). CD-ROM dan CD-R
tetap digunakan secara luas dalam industri PC hingga tahun 2006. CD dan media lain
hasil pengembangannya mencapai kesuksesannya pada tahun 2004. Saat itu penjualan
dunia untuk CD audio, CD-ROM, dan CD-R telah mencapai kira-kira lebih dari 30
milyar keping.
CD-ROM (dieja /ˌsiːˌdiːˈrɒm/, merupakan akronim dari "compact disc read-only
memory")) adalah sebuah piringan kompak dari jenis piringan optik (optical disc) yang
dapat menyimpan data. Ukuran data yang dapat disimpan saat ini bisa mencapai 700MB
atau 700 juta bita.
CD-ROM bersifat read only (hanya dapat dibaca, dan tidak dapat ditulisi). Untuk dapat
membaca isi CD-ROM, alat utama yang diperlukan adalah CD Drive. Perkembangan
CD-ROM terkini memungkinkan CD dapat ditulisi berulang kali (Re Write / RW) yang
lebih dikenal dengan nama CD-RW.
Kapasitas tipe Piringan kompak
Tipe Sektor Data maksimum Audio maksimum Durasi akses
(MB) (MiB) (MB) (MiB) (menit)
8 cm 94.500 193,536 ≈ 184,6 222,264 ≈ 212,0 21
283.500 580,608 ≈ 553,7 666,792 ≈ 635,9 63
650 MB 333.000 681,984 ≈ 650,3 783,216 ≈ 746,9 74
700 MB 360.000 737,280 ≈ 703,1 846,720 ≈ 807,4 80
405.000 829,440 ≈ 791,0 952,560 ≈ 908,4 90
445.500 912,384 ≈ 870,1 1.047,816 ≈ 999,3 99
Catatan: Nilai megabita (MB) dan menit adalah tepat.
Nila MiB adalah Mega binary Byte atau Mebi Byte (1 MiB = 2 20
= 1.048.576)
Kecepatan transfer data
Kecepatan Transfer Megabyte/detik Megabit/d Mebibit/d
1x 0.15 1.2 1.2288
2x 0.3 2.4 2.4576
4x 0.6 4.8 4.9152
8x 1.2 9.6 9.8304
10x 1.5 12.0 12.2880
20
12x 1.8 14.4 14.7456
20x 3.0 24.0 24.5760
32x 4.8 38.4 39.3216
36x 5.4 43.2 44.2368
40x 6.0 48.0 49.1520
48x 7.2 57.6 58.9824
50x 7.5 60.0 61.4400
52x 7.8 62.4 63.8976
Memori yang hanya dapat dibaca atau ROM (Read Only Memory)
Read-only Memory (ROM) adalah istilah bahasa Inggris untuk medium penyimpanan
data pada komputer. ROM adalah singkatan dari Read-Only Memory, ROM ini adalah
salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya
program / data yang disimpan didalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau
aliran listrik di matikan.
Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data
dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam
ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa
digunakan untuk menyimpan firmware (piranti lunak yang berhubungan erat dengan
piranti keras).
Salah satu contoh ROM adalah ROM BIOS yang berisi program dasar system komputer
yang mengatur / menyiapkan semua peralatan / komponen yang ada dalam komputer saat
komputer dihidupkan.
ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori
lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-
nya. Biasanya dimulai dengan nomer 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx
menunjukkan kapasitas dalam kilo bit ( bukan kilo byte ).
Aplikasi lain yang mirip dengan ROM adalah CD-ROM prerecorded yang familiar
dengan kita, salah satunya CD musik. Berbeda dengan pendapat banyak orang bahwa
CD-ROM ditulis dengan laser, kenyataannya data pada CD-ROM lebih tepatnya dicetak
pada piringan plastik.
Jenis-jenis ROM
Mask ROM
PROM
EPROM
EAROM
21
EEPROM
Flash Memory
Mask ROM
Data pada ROM dimasukkan langsung melalui mask pada saat perakitan chip. Hal ini
membuatnya sangat ekonomis terutama jika kita memproduksi dalam jumlah banyak.
Namun hal ini juga menjadi sangat mahal karena tidak fleksibel. Sebuah perubahan
walaupun hanya satu bit membutuhkan mask baru yang tentu saja tidak murah. Karena
tidak fleksibel maka jarang ada yang menggunakannya lagi.
Aplikasi lain yang mirip dengan ROM adalah CD-ROM prerecorded yang familiar
dengan kita, salah satunya CD musik. Berbeda dengan pendapat banyak orang bahwa
CD-ROM ditulis dengan laser, kenyataannya data pada CD-ROM lebih tepatnya dicetak
pada piringan plastik
EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, ditulis pula dengan E2PROM)
adalah sejenis chip memori tidak-terhapus yang digunakan dalam komputer dan peralatan
elektronik lain untuk menyimpan sejumlah konfigurasi data pada alat elektronik tersebut
yang tetap harus terjaga meskipun sumber daya diputuskan, seperti tabel kalibrasi atau
kofigurasi perangkat.
Pengembangan EEPROM lebih lanjut menghasilkan bentuk yang lebih spesifik, seperti
memori kilat (flash memory). Memori kilat lebih ekonomis daripada perangkat EEPROM
tradisional, sehingga banyak dipakai dalam perangkat keras yang mampu menyimpan
data statik yang lebih banyak (seperti USB flash drive).
Kelebihan utama dari EEPROM dibandingkan EPROM adalah ia dapat dihapus secara
elektris menggunakan cahaya ultraviolet sehingga prosesnya lebih cepat. Jika RAM tidak
memiliki batasan dalam hal baca-tulis memori, maka EEPROM sebaliknya. Beberapa
jenis EEPROM keluaran pertama hanya dapat dihapus dan ditulis ulang (erase-rewrite)
sebanyak 100 kali sedangkan model terbaru bisa sampai 100.000 kali.
Flash Memory
Memori kilat (flash memory) adalah sejenis EEPROM yang mengizinkan banyak lokasi
memori untuk dihapus atau ditulis dalam satu operasi pemrograman. Istilah awamnya, dia
adalah suatu bentuk dari chip memori yang dapat ditulis, tidak seperti chip memori akses
acak/RAM, memori ini dapat menyimpan datanya tanpa membutuhkan penyediaan
listrik. Memori ini biasanya digunakan dalam kartu memori, kandar kilat USB (USB
flash drive), pemutar MP3, kamera digital, dan telepon genggam.
22
Memory Hirarki
Gambar Hierarki Memori Tradisional
Hierarki Memori atau Memory Hierarchy dalam arsitektur komputer adalah sebuah
pedoman yang dilakukan oleh para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses,
dan harga memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua macam
yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.
Gambar Hierarki Memori Kontemporer
Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah, memori
dapat mengalami hal-hal berikut:
peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah semakin
lambat, semakin ke atas semakin cepat)
peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas
semakin kecil)
peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh, semakin ke
atas semakin dekat)
penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin murah,
semakin ke atas semakin mahal)
Memori yang lebih kecil, lebih mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas.
Sehingga, jika diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:
23
1. register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses
yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
2. Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor
(level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor
dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri:
1. level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar
puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
2. level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache
level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024
kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat
dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga
10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan
prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.
3. level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache
level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini
bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan
workstation seperti Intel Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor
desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium
Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
3. Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan
memori cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tapi
ukurannya mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak
seragam, khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access
(NUMA).
4. Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan
dalam memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
5. Cakram magnetis
6. Tape magnetis
7. Cakram Optik
Bagian dari sistem operasi yang mengatur hirarki memori disebut dengan memory
manager.Di era multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk mencegah satu
proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses lain yang dilokasikan di primary
memory, mengatur swapping antara memori utama dan disk ketika memori utama terlalu
kecil untuk memegang semua proses. Tujuan dari manajemen ini adalah untuk:
1. Meningkatkan utilitas CPU.
2. Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
3. Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
4. Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.
Recommended