Internal Memory

Memori

Memori adalah bagian dari komputer tempat program–program dan data–data disimpan. Memori juga diartikan sebagai tempat informasi, dibacadan ditulis, dimana terdapat berbagai jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harga memori.

Memory pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :

1. Internal memory

2. Eksternal memory

Memory digunakan untuk menyimpan data atau program yang akan diproses oleh processor. Berdasarkan sifat dari data tersebut yang berhubungan dengan pemrosesan maka dapat di kategorikan:

1. Data yang sedang diproses

2. Data yang akan diproses

3. Data yang belum diproses

Karakteristik Sistem Memori

Sistem memori adalah komponen-komponen elektronik yang perintah - perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor, data yang diperlukan oleh instruksi ( perintah ) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ).

Ada 7 karakteristik sistem memori secara umum:

1. Lokasi

2. Kapasitas

3. Satuan Transfer

4. Metode Akses

5. Kinerja

6. Tipe Fisik

7. Karakter Fisik

Lokasi

Ada 3 lokasi keberadaan memori dalam sistem komputer:

- "CPU" , memori ini built-in berada dalam CPU ( Mikroprosesor )dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU, memori ini disebut register. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor

- "Internal" , memori ini berada di luar chip processor tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer dan diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, hingga dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara. Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama. Memori internal biasanya menggunakan media RAM.

- "External" , Memori ini bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU dan diperlukan untuk menyimpan data atau instruksi secara permanen. Memori ini, tidak diperlukan di dalam proses eksekusi sehingga tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor (CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU harus melalui pengontrol/modul I/O. Memori eksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atas perangkat storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.

Kapasitas

- Ukuran word

Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.

- Jumlah word

Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

Satuan Transfer

- Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
- Block , adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word.

Metode Akses

Terdapat 4 jenis pengaksesan satuan data, yaitu:

- Sequential access

Memori diorganisasikan menjadi unit-unit data, yang disebut record. Aksesnya dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi pengalamatan dipakai untuk memisahkan record-record dan untuk membantu proses pencarian. Mekanisme baca/tulis digunakan secara bersama (shared read/write mechanism), dengan cara berjalan menuju lokasi yang diinginkan untuk mengeluarkan record. Waktu access record sangat bervariasi.

Contoh sequential access adalah akses pada pita magnetik.

- Direct access

Seperti sequential access, direct access juga menggunakan shared read/write mechanism, tetapi setiap blok dan record memiliki alamat yang unik berdasarkan lokasi fisik. Aksesnya dilakukan secara langsung terhadap kisaran umum (general vicinity) untuk mencapai lokasi akhir. Waktu aksesnya pun bervariasi. Contoh direct access adalah akses pada disk.

- Random access

Setiap lokasi dapat dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Waktu untuk mengakses lokasi tertentu tidak tergantung pada urutan akses sebelumnya dan bersifat konstan. Contoh random access adalah sistem memori utama.

- Associative access

Setiap word dapat dicari berdasarkan pada isinya dan bukan berdasarkan alamatnya. Seperti pada RAM, setiap lokasi memiliki mekanisme pengalamatannya sendiri. Waktu pencariannya pun tidak bergantung secara konstan terhadap lokasi atau pola access sebelumnya. Contoh associative access adalah memori cache.

Kinerja

Ada 3 buah parameter untuk kinerja sistem memori, yaitu :

- Access time (Waktu Akses)

Bagi RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan bagi non RAM, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan mekanisme baca tulis pada lokasi tertentu

- Cycle time (Waktu Siklus)

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

- Transfer rate (Laju Pemindahan)

Transfer rate adalah kecepatan pemindahan data ke unit memori atau ditransfer dari unit memori. Bagi RAM, transfer rate sama dengan 1/(waktu siklus).

Sedangkan bagi non-RAM berlaku persamaan sebagai berikut :

TN = Waktu rata-rata untuk membaca / menulis sejumlah N bit.

TA = Waktu akses rata-rata

N = Jumlah bit

R = Kecepatan transfer, dalam bit per detik (bps)

Tipe Fisik

- Semikonduktor

Memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM.

- Magnetik

Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.

Karakter Fisik

- Volatile dan Non-volatile

Pada memori volatile, informasi akan rusak secara alami atau hilang bila daya listriknya dimatikan. Selain itu, pada memori non-volatile, sekali informasi direkam akan tetap berada di sana tanpa mengalami kerusakan sebelum dilakukan perubahan. Pada memori ini daya listrik tidak diperlukan untuk mempertahankan informasi tersebut. Memori permukaan magnetik adalah non volatile. Memori semikonduktor dapat berupa volatile atau non volatile.

- Erasable dan Non-erasable

Erasable artinya isi memori dapat dihapus dan diganti dengan informasi lain. Memori semikonduktor yang tidak terhapuskan dan non volatile adalah ROM.

Tiga konsep Unit of Transfer yang saling berhubungan bagi internal

memori :

1. Word

Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan dan panjang instruksi.

2. Addressable Units

Pada sejumlah sistem, addressable unit adalah word. Namum terdapat sistem yang mengijinkan pengalamatan pada tingkat byte.

3. Unit of Transfer

Satuan ini merupakan jumlah bit yang dibaca atau yang dituliskan kedalam memory pada suatu saat. Satuan transfer tidak perlu sama dengan word atau addressable unit. Bagi external memory seringkali data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word dan hal ini dikenal sebagai block.

Hierarkhi Memory

Spektrum dari teknologi didalam sistem memory :

• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga perbit

• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga perbit

• Semakin besar kapasitas, semakin lama waktu akses

 jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :
• Penurunan harga perbit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama ) ♦
• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

jika kita bergerak turun dari atas ke bawah maka akan didapat :
• Penurunan harga perbit
• Peningkatan kapasitas
• Peningkatan waktu akses ( waktu akses yang semakin lama ) ♦
• Penurunan frekwensi akses memory oleh CPU

 Memori pada sistem komputer dapat dibedakan menjadi :
1. Main Memory, disebut juga Internal Memory ,contoh: RAM
2. Secondary Memory ,disebut juga External Memory,contoh Hard Disk, RAID, Magnetic Tape dsb.

Berdasarkan Lokasinya , ada 3 jenis memori
1. Processor Memory (contoh: register)
2. Main Memory (contoh: RAM)
3. External Memory (contoh: Hard Disk, RAID , CD-ROM, Tape)

Berdasarkan Fisik , ada 3 Jenis Memori
1. Semiconductor Memory
contoh: RAM, ROM, EEPROM, FLASH
2. Magnetic Memory
contoh: Hard Disk ,Disket, Magnetic Tape
3. Optical Memory
contoh: CD/R , CD/RW, DVD

Tipe tipe memory Semikonduktor

1. RAM (Random Access Memory )
• Static RAM SRAM,struktur terbuat dari komponen
Transistor Bipolar
• Dinamic RAM DRAM ,struktur terbuat dari komponen
Capacitor

2. ROM ( Read Only Memory )
• Mask ROM programmed by factory
• PROM ( Programmable ROM ) programmed by user
Ø Erasable PROM ( EPROM ) → UV Light ; Chip
Ø Level. Electrically Erasable PROM → Electrical ;
Byte Level.
Ø Flash ROM → Electrical ; Block Level. 

RAM

                Pengertian RAM (Random Access Memory) adalah suatu hardware di dalam komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara (memori) dan berbagai instruksi program.

                Isi RAM dapat diakses secara acak atau tidak tergantung pengaturan tata letaknya. Data di dalam RAM dapat hilang ketika komputer dinon-aktifkan atau daya listrik ke power supply dicabut dari perangkat.

                Kapasitas RAM di dalam suatu komputer berpengaruh pada tingkat kecepatan proses data atau loading di komputer tersebut. Sehingga proses penyimpanan data, membuka data, dan menjalankan program, akan semakin cepat sesuai besarnya RAM komputer tersebut.

Fungsi RAM

                Seperti yang disebutkan pada pengertian RAM di atas, fungsi RAM secara umum adalah untuk membaca dan menyimpan data. Berikut penjelasannya:

1. Membaca Data

                Semua data dan informasi yang disimpan di dalam harddisk dapat dibuka dengan lebih cepat karena peran dari RAm komputer. Coba bandingkan kecepatan loading membuka file atau program saat pertamakali diakses dengan saat file (baca: pengertian file) atau program tersebut telah dibuka sebelumnya. Saat program atau file dibuka, maka data dibaca dan disimpan dalam RAM sementara sehingga akan lebih cepat dibuka kembali ketika komputer belum di-shutdown.

2. Penyimpanan Sementara

                RAM juga dapat berfungsi sebagai tempat penyimpanan data sementara saat program di dalam komputer sedang dijalankan. Jadi, ketika kita mengerjakan sesuatu, misalnya membuat makalah, maka komputer akan menyimpan data sementara. Namun, data tersebut harus disimpan secara permanen untuk mencegah terjadinya kerusakan atau kehilangan karena hal-hal tak terduga. Misalnya listrik padam atau lonjakan arus listrik yang tidak stabil.

Dinamic RAM :
• Terbuat dari bahan kapasitif
• Memerlukan daya operasional yang relatif kecil ➢ Kerapatan perkeping IC yang besar
• Memerlukan rangkaian Refresh
• Harga lebih murah
• Effisien untuk sistem sistem besar
• Kecepatan proses yang relatif lambat dibanding RAM Statis 

Static RAM :
• Terbuat dari sistem transistor bipolar
• Memerlukan daya operasional yang relatif besar
• Tidak memerlukan rangkaian Refresh, karena sifat dari transistor.
• Kerapatan perkeping IC yang sedikit ( kecil )
• Harga lebih mahal
• Kecepatan proses yang tinggi
• Effisien untuk sistem sistem kecil dan sistem yang memerlukan kecepatan pemrosesan yang
tinggi.

ROM

       Pengertian ROM (Read Only Memory) adalah jenis memori atau tempat penyimpanan data di dalam perangkat komputer yang sifatnya permanen sehingga tidak mudah berubah atau hilang walaupun komputer tiba-tiba mati.

        ROM termasuk dalam kelompok perangkat keras komputer berupa chip memori semi konduktor dimana isinya hanya bisa dibaca saja bahkan untuk menyimpan data pada ROM bisa dibilang tidak mudah. Biasanya ROM berisi program-program yang default dari pabrik sehingga umumnya digunakan untuk menyimpan firmware.

Cara Kerja ROM

          Sesuai dengan pengertian ROM (Read Only Memory) diatas, maka prinsip kerja ROM dalam perangkat komputer sebenarnya sangat sederhana. Pemilik perangkat komputer akan memasukkan data-data yang umumnya berupa software default pabrik ke dalam chip ROM.

           Selanjutnya data dalam ROM akan disimpan secara permanen dan tidak dapat dihapus menjadi output device. Perlu diketahui bahwa Anda tidak bisa mengotak-atik isi pada ROM dan ROM hanya bisa diisi sekali saja selama digunakan.

Fungsi ROM (Read Only Memory)

            Sebagai media penyimpanan, ROM berfungsi untuk menyimpan firmware berupa perangkat lunak atau yang sering disebut software. Perangkat lunak yang biasa mengisi ROM misalnya yang berhubungan dengan perangkat keras seperti ROM BIOS (Basic Input Output System).

            BIOS akan nyala secara otomatis pada saat komputer dinyalakan tanpa perlua mengaktifkan media penyimpanan layaknya pada sistem memori yang lain seperti RAM. Sehingga dalam hak kecepatan akses, media ROM lebih cepat daripada media penyimpanan lain.

            Pada perangkat komputer modern, BIOS disimpan dalam sebuah chip ROM dimana secara elektrik dapat ditulis ulang atau dinamakan flash ROM.

Sebelum operasi dari sistem komputer diaktifkan maka isi dari ROM akan di-load terlebih dahulu ke dalam RAM →POST ( Power On Self Test )
Permasalahan yang ada pada sistem ROM :
• Langkah penyisipan data memerlukan biaya tetap yang tinggi
• Tidak boleh terjadi kesalahan sekecil apapun. Apabila ternyata dijumpai kesalahan pada satu bitnya maka ROM tersebut tidak dapat digunakan.
Untuk mengatasi hal tersebut diatas maka dibuatlah ROM yang dapat diprogram dan dihapus seperti halnya RAM. 

Jenis-Jenis ROM

ROM memiliki beberapa jenis atau macam yaitu sebagai berikut:

1. Mask ROM
   Mask ROM adalah jenis ROM yang tidak bisa ditulis ulang atau non-flashable sehingga ROM jenis ini tidak dapat di upgrade.
   
2. PROM (Programmable Read Only Memory)
   Adalah sebuah chip memori yang dapat di isi data satu kali saja. Jika program dimasukkan dalam perangkat PROM, maka program tersebut akan tetap didalam PROM selamanya. PROM dijual dalam kondisi kosong sehingga dapat di isi dengan program oleh pengguna atau user. Setelah di isi program, isi PROM tidak dapat dihapus
   
3. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
   EPROM adalah jenis ROM yang bisa diprogram ulang dan dihapus. EPROM dibagi menjadi 2 berdasarkan pengisiannya.
   -UV EPROM (Ultraviolet EPROM) yang membutuhkan sinar ultraviolet untuk menghapus datanya.
   -EEPROM (Electrical EPROM) yang menggunakan aliran listrik untuk menghapus atau memprogram ulang isinya
   
4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
   Adalah jenis khusus dari PROM (Programmable Read Only Memory) yang bisa dihapus dengan perintah elektris. Salah satu EEPROM adalah Flash Memory. Flash memory biasanya digunakan pada kamera digital, konsol video game, chip BIOS.
   

SEL MEMORI
1. Elemen terkecil dari memori disebut Memory Cell (= sel memori)
2. Elemen Memori mampu menyimpan 1 bit data , yaitu bit “1” atau bit “0”
3. Elemen memori dibangun dari sebuah“Flip Flop”yang tak lain merupakan sebuah bistable multivibrator.
4. Elemen memori berifat Read / Write, artinya data di dalam elemen memori tersebut bisa dibaca,dan sebaliknya kedalam elemen memori tersebut bisa di simpan sebuah data baru.

Ada 3 jenis Sinyal dalam sebuah sel memori
1. R/W signal, sebagai sinyal pengendali proses baca tulis
2. Select Signal, sebagai sinyal untuk memilih alamat sel
3. Data IN / OUT signal, yaitu merupakan data dari sel memori tersebut

Referensi

• http://zonanyasyamsul.blogspot.com/2014/10/karakteristik-sistem-memori.html 
• https://www.maxmanroe.com/vid/teknologi/komputer/pengertian-ram-dan-rom.html
• https://www.seputarpengetahuan.co.id/2017/06/pengertian-rom-read-only-memory-fungsi-cara-kerja-jenis-bentuk-terlengkap.html