Memori adalah istilah generik bagi tempat
penyimpanan 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
- Punched Card (kuno)
- CD atau Compact Disk
- DVD
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).
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.
- RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)
Memori akses acak adalah sebuah tipe penyimpanan
komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak
memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan
alat memori urut,
seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari
media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara
berurutan.
Pertama kali dikenal pada tahun 60’an. Hanya saja saat itu memori
semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat
itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetic.
Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM , lebih tepatnya jenis DRAM.
Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan
dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan
untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan
dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan
beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder
jangka-panjang.
Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari
RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya
SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM
membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti
halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres
RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu
atau dua chip ROM.
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 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 cachingmenggunakan sebagian dari memori komputer.
Struktur Sistem Cache
Memori utama terdiri dari sampai dengan 2
n 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 =
2
n/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.
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 Memori
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 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
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.
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. 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 USBataupun
FireWire.
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 me
reboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memroses
device driver
yang diperlukan untuk menjalankannya. 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.
Cakram Digital (bahasa Inggris:
Compact Disc, disingkat CD),
cakram padat, atau
piringan cakram
adalah sebuah piringan optikal yang digunakan untuk menyimpan data
secara digital. Sejak diperkenalkan secara resmi pada tahun 1982, CD
memperoleh puncak penjualan pada tahun2000 yaitu mencapai 2.445 juta
keping Keuntungan yang diperoleh dari CD adalah kualitas suara yang
dihasilkan tidak mungkin sebagus yang ada dikaset, selain itu CD sangat
ringan dan mudah dibawa serta merupakan barang yang sangat tahan lama.
CD menawarkan kapasitas penyimpanan data yang besar serta kapabilitas
produksi.
- PERANGKAT PENYIMPANAN OPTIK BERBASIS DISK
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 |
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 |
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 ).
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.
Jenis-Jenis ROM
- Mask ROM
- PROM
- EPROM
- EAROM
- EEPROM
- 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.
DVD adalah sejenis cakram optik yang dapat digunakan
untuk menyimpan data, termasuk film dengan kualitas video dan audio
yang lebih baik dari kualitas VCD. “DVD” pada awalnya adalah singkatan
dari
digital video disc, namun beberapa pihak ingin agar kepanjangannya diganti menjadi
digital versatile disc
(cakram serba guna digital) agar jelas bahwa format ini bukan hanya
untuk video saja. Karena konsensus antara kedua pihak ini tidak dapat
dicapai, sekarang nama resminya adalah “DVD” saja, dan huruf-huruf
tersebut secara “resmi” bukan singkatan dari apapun. Terdapat
pula perangkat lunak yang membolehkan pengguna untuk mencadangkan (
back-up) DVD sendiri seperti DVD Decrypter dan DVD Shrink.