HIRARKI DAN KARAKTERISTIK MEMORI

 Hirarki memori

Hierarki Memori atau Memory Hierarchy

• 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:

1. register mikroprosesor Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
2. cahe 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 intanium Beberapa prosesor desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya intel petium 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. Cakram Magnetis 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.

 

  4  KARAKTERISTIK MEMORI.

 -Pertama Lokasi Memori

                             Ada 3 lokasi keberadaan memori di dlm sistem komputer yaitu : 

A. Memori Lokal (CPU)

• Memori ini built-in berada dalam CPU

• Memori ini diperlukan untuk semua kegiatan CPU

• Memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

B. Memori Internal (Main memori)

• Diluar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem computer.

• Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi program. Sehingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor tanpa modul perantara.

• Memori internal menggunakan media RAM

C. Memori Eksternal 

• Eksternal terhadap sistem komputer & berada diluar cpu

• Untuk menyimpan data/instruksi secara permanen

• Tidak diperlukan dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat di-akses langsung oleh cpu

• Memori ini terdiri dari perangkat storage peripheral (disk, pita, magnet , dll) 

 

-Kedua Kapasitas Memori

• Kapasitas register (memori lokal) dinyatakan dalam bit

• Kapasitas main memori dalam byte (8 bit) atau word. Panj ang word umumnya 8,16 & 32 bit.

• Kapasitas memori eksternal dinyatakan dalam byte  

 

 -Ketiga Satuan Transfer

Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori.

 

• Bagi memori internal, satuan transfer merupakan jumlah Bit yg dibaca atau yg dituliskan ke dlm memori pd suatu saat.. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama

• Bagi memori eksternal, data ditransfer dlm juml yg jauh lebih besar dari word (block).

Konsep Satuan Transfer

• Word, merupakan satuan "alami"organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

• Addressable units, pada sejumlah system, addressable unit adalah word. Namun terdapat system dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang suatu alamat (A) dan jumlah (N) addressable unit adalah 2A =N.

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

 

-Keempat  Metode Akses Memori

                                           Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, sbb:

a. Sequential Access

• Memori diorganisasikan menjadi unit –unit data yang disebut record

• Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik

• Informasi pengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan record –record dan untuk membantu proses pencarian.

• Terdapat shared read/write mechanisme untuk penulisan/pembacaan memorinya.

• Pita magnetic merupakan memori yang menggunakan metode sequential access

b. Direct Access

• Menggunakan shared R/W mechanism, tetapi setiap blok & record memiliki alamat yg unik berdasarkan lokasi fisik

• Akses dilakukan langsung pada alamat memori

• Waktu aksesnya bervariasi

• Contohnya adalah akses pada disk

c. Random Access

• Setiap lokasi dpt dipilih secara random & diakses serta dialamati secara langsung.

• Waktu mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya & bersifat konstan.

• Contohnya adalah sistem main memori

d. Associative Access

• Jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan

• Data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori

• Contoh memori ini adalah cache memori.