Memory (RAM & Cache Memory)

RAM (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) adalah sebuah perangkat keras yang berfungsi menyimpan data dan instruksi program yang akan dan sudah dieksekusi oleh prosesor. Penyimpanan RAM bersifat sementara, ini artinya setelah komputer dimatikan, RAM akan dikosongkan lalu akan diisi data baru yang diperlukan saat komputer dinyalakan dan dipergunakan. Berbeda dengan tape magnetik atau disk yang harus diakses secara berurutan, isi dari RAM dapat diakses secara random atau tidak mengacu pada letak datanya. Hal ini yang membuat RAM lebih cepat daripada harddisk atau media penyimpanan lainnya.

RAM sendiri sering disebut sebagai memori utama atau main memory,  memori primer atau primary memory atau memori internal, atau hanya disebut memori, meskipun ada beberapa jenis memori yang terpasang pada komputer tersebut.

RAM memiliki bagian utama seperti :
1. PCB (Printed Circuit Board)
PCB (Printed Circuit Board) yakni papan yang tersusun atas beberapa layer, pada setiap lapisan layer terpasang jalur/circuit untuk mengalirkan data ataupun sebagai tempat penyalur daya listrik.

2. Contact Point
Contact Point yakni bagian RAM yang berfungsi sebagai konektor ke Motherboard, terdiri atas beberapa titik dan di batasi oleh satu atau dua buah lekukan yang disebut sebagai NOTCH.

Fungsi RAM

Fungsi dari RAM adalah mempercepat pemprosesan data pada komputer. Semakin besar RAM yang dimiliki, semakin cepatlah komputer.

Selain itu, RAM juga berfungsi sebagai mendia penyimpanan disaat komputer atau laptop dalam keadaan hidup, apabila laptop atau komputer dimatikan maka data yang tersimpan dalam ram akan hilang dan terhapus. Misalkan ketika anda mengetik di dokumen atau microsoft word kemudian anda anda tutup tanpa menyimpan terlebih dahulu data yang anda ketik akan tersimpan di memori ram dengan begitu anda dapat membuka dokumen tersebut melalui history terakhir dari Microsoft word tadi.

Jenis - Jenis RAM

1. DRAM (Dynamic Random Access Memory)

DRAM (Dynamic Random Access Memory) yang merupakan memori semikonduktor yang memerlukan kapasitor sebagai tumpuan untuk menyegarkan data yang ada di dalamnya. RAM ini memiliki kecepatan lebih tinggi dari EDO-RAM. Namun lebih rendah dibandingkan SRAM.

Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi. DRAM mempunyai frekuensi kerja yang bervariasi, yaitu antara 4,77MHz hingga 40MHz.

2. SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory)

SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory) adalah jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah diskronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

3. RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi, pertama kali digunakan untuk komputer dengan prosesor Pentium 4. Slot Memori untuk RD RAM adalah 184 pin. Bentuk RD RAM adalah Rate Inline Memory Modul (RIMM). Memiliki kecepatan hingga 800 MHz.

4. SRAM (Static Random Access Memory)

SRAM (Static Random Access Memory) adalah jenis RAM yang terbuat dari semacam semikonduktor yang tidak memerlukan kapasitor dan tidak memerlukan penyegaran secara berkala sehingga lebih cepat. Namun SRAM memiliki kelemahan, yakni biaya produksinya mahal sehingga hanya tersedia dalam kapasitas kecil dan menangani bagian yang benar-benar penting.

5. EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory)

RAM jenis ini memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer data dibandingkan dengan RAM biasa. Slot memori untuk EDORAM adalah 72 pin. Bentuk EDO-RAM lebih panjang daripada RAM yaitu bentuk Single Inline Memory Modul (SIMM). Memiliki kecepatan lebih dari 66 Mhz.

6. FPM DRAM (First Page Mode DRAM)

FPM DRAM (First Page Mode DRAM) adalah merupakan bentuk asli dari DRAM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB per sekon. FPM bekerja pada rentang frekuensi 16MHz hingga 66MHz dengan access time sekitar 50ns.

7. Flash RAM

Flash RAM adalah jenis memory berkapasitas rendah yang digunakan pada perngkat elektronika seperti, TV, VCR, radio mobil, dan lainnya. Memerlukan refresh dengan daya yang sangat kecil.

8. VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory)

VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory) Yaitu VGRAM biasanya digunakan untuk menyimpan kandungan pixel bagi sebuah paparan grafik. Penggunaan cip VGRAM akan memberikan prestasi video yang baik dan mengurangi tekanan pada CPU.

9. DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Acces Memory)

RAM jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi dengan menggandakan kecepatan SD RAM, dan merupakan RAM yang banyak beredar saat ini. RAM jenis ini mengkonsumsi sedikit power listrik. Slot Memori untuk DDR SDRAM adalah 184 pin, bentuknya adalah RIMM.

10. SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module)

SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module) merupakan jenis memory yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya kira-kira setengah dari besar DDR biasa sehingga dapat lebih menghemat ruang yang tentunya sangat berharga pada perangkat mobile seperti notebook. Perkembangan generasi SO-DIMM biasanya sejalan dengan perkembangan RAM untuk komputer desktop. Ketika DDR3 SDRAM diluncurkan dipasaran, DDR3 SO-DIMM juga ikut diluncurkan. Modul tersebut menggunakan slot yang memiliki 204 pin.

Sourched : http://mypctutorel.blogspot.com/2013/11/pengertian-jenis-jenis-dan-fungsi-ram.html

Timeline perkembangan RAM

Cache Memory L1, L2, L3 (Fungsi, Pengertian, Perbedaan)

Pengertian Memori Cache

Definisi Cache
Cache adalah memori yg lebih kecil, lebih cepat yang menyimpan salinan data dari yang paling sering digunakan memori utama lokasi.
Fungsi Cache
Cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor.

Cache beasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menyimpan 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 kecepatan yang lebih rendah dari cache L1.
• Cache L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal.
• 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.
• L1 CACHE, L2 CACHE, L3 CACHE
• L1 dan L2 Cache adalah memori sementara pada processor. Jadi ketika komputer dimatikan, maka ingatan yang ada pada processor pun akan hilang. L1 dan L2 mempunyai fungsi dan perbedaan, diantaranya adalah.

Fungsi Cache L1, L2, dan L3

• Fungsi Cache L1:
Sejumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi atau satu paket di dalam modul yang sama pada prosesor. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Berguna untuk menyimpan secara sementara instruksi dan data, dan memastikan bahwa prosesor memiliki supply data yang stabil untuk diproses sementara memori mengambil dan menyimpan data baru.
• Fungsi Cache L2:
Fungsinya sama dengan L1 Cache, L2 Cache dikenal juga dengan nama secondary cache, adalah memory yang memiliki urutan kecepatan kedua (tipe memori yang paling cepat adalah L1 Cache) yang disediakan untuk mikroprosesor.

• Fungsi Cache L3 :
L3 cache memori khusus yang bekerja tangan-di-tangan dengan L1 dan L2 cache untuk meningkatkan kinerja komputer. L1, L2 dan L3 cache yangpemrosesan komputer unit ( CPU ) cache, ayat-ayat jenis lain dalam sistem cache seperti hard disk cache


Perbedaan L1 cache, L2 cache, L3 cache adalah :

Cache L1 adalah memori yang utama.           Kecepatannya sama dengan kecepatan processor

Cache L2 adalah memori yang kedua (sekunder)           Kecepatannya dibawah kecepatan Cache L1

Cache L3 memiliki kapasitas lebih besar dari Cache L2         Lebih lambat dari Cache L1,L2

Letak Cache Memory

• L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak L1 cache sudah menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor). 

• L2 cache, ada yang menyatu dengan chip prosesor, ada pula yang terletak di luar chip prosesor, yaitu di motherboard dekat dengan posisi dudukan prosesor. Pada era prosesor intel 80486 atau sebelumnya, letak L2 cache kebanyakan berada di luar chip prosesor. Chip cache terpisah dari prosesor, berdiri mandiri dekat chip prosesor. Sejak era prosesor Intel Pentium, letak L2 cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu dengan keping prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cache dengan memori utama (RAM). 

• L3 cache belum diimplementasikan secara umum pada semua jenis prosesor. Hanya prosesor-prosesor tertentu yang memiliki L3 cache.

Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory non integrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah). 

Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory integrated, on-chip, atau on-die (integrated artinya bersatu/menyatu/ tergabung, on-chip artinya ada pada chip).

L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first cache, atau level one cache. 

L2 cache disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau level two cache.

Kecepatan Cache Memory

Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.

Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya. 

Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta byte (ratusan mega byte).

Prioritas Penyimpanan Dan Pengambilan Data

Dalam mekanisme kerjanya, data yang akan diproses oleh prosesor, pertama kali dicari di L1 cache, bila tidak ada maka akan diambil dari L2 cache, kemudian dicari di L3 cache (bila ada). Jika tetap tidak ada, maka akan dicari di memori utama. Pengambilan data di L2 cache hanya dilakukan bila di L1 cahe tidak ada.

Jika isi cache penuh, data yang paling lama akan dibuang dan digantikan oleh data yang baru diproses oleh prosesor. Proses ini dapat menghemat waktu dalam proses mengakses data yang sama, dibandingkan jika prosesor berulang-ulang harus mencari data ke memori utama.

Secara logika, kapasitas cache memory yang lebih besar dapat membantu memperbaiki kinerja prosesor, setidak-tidaknya mempersingkat waktu yang diperlukan dalam proses mengakses data.

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.

Struktur System 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.

Sumber : http://bangvandawablog.blogspot.com/2012/09/pengertian-dan-konsep-memory-cache.html#ixzz27uTuqFNT