Tugas 2 PTI A1 ILHAM WAHYU SAPUTRO (22.01.53.0028)

 

1.Hirarki Memori

    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.

    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)

         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:
• Register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
• 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:
• 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).
• Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan dalam memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
• Cakram Magnetis, merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer  modern. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head  yang harus dipindah-pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya.
• Tape Magnetis, adalah suatu medium untuk perekaman magnetis, dibuat dari suatu mantel magnetizable tipisyang panjang. Kebanyakan audio, video dan penyimpanan data komputer jenis ini dikembangkan Negara Jerman, berdasar pada konsep kawat magnetis adalah Alat yang merekam dan memainkan kembali audio dan pita perekam penggunaan video adalah alat perekam dan video recorder. Suatu alat yang menyimpan data komputer pada pita perekam adalah suatu tape drive ( unit tape ).
• Cakram Optik, adalah suatu medium penyimpanan data komputer dapat berupa vilm atau music dan data yang dapat dibaca dengan optic reader pada room dan setiap cakram optic memiliki room yang berbeda utuk setiap jeniscakram optic tertentu, jenis-jenis cakram optik

• Level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
• 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.
• 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.

• CD-RW menggunakan logam perpaduan antara perak, indium, antimon, dan telurrium untuk lapisan perekaman yang dapat dugunakan untuk merekam data kapasitas 600-800 MB dapat dihapus dan direkan  mengunakan konsep pelelehan logam
• DVD-RW Format ini dikembangkan oleh Pioneer pada November 1999 Mirip dengan konsep CD-RW dengan dapat menulis dan menghapus data di dalam nya tapi kapasitas 4-6 GB
• Blu-ray Disc Nama Blu-ray diambil dari laser  biru-ungu yang digunakan untuk membaca dan menulis cakram jenis ini.Cakram Blu-ray dapat menyimpan 25 GB pada setiap lapisannya dengan menggunakan konsep Minimum “spot size” di mana sebuah laser dapat terfokus dibatasi oleh difraksi, dan bergantung pada panjang gelombang dari cahaya untuk penyimpanan lebih pada suatu daerah sama
  
    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:
• Meningkatkan utilitas CPU.
• Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
• Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
• Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.

2.MEMORY MANAGEMENT

Definisi Memory Management

Memori manajemen adalah tindakan mengelola memori komputer. Kebutuhan utama manajemen memori adalah untuk menyediakan cara untuk secara dinamis mengalokasikan bagian-bagian dari memori untuk program atas permintaan mereka, dan membebaskan untuk digunakan kembali ketika tidak lagi diperlukan. Ini sangat penting untuk setiap sistem komputer canggih di mana lebih dari satu proses mungkin berlangsung setiap saat.

Alamat Memori

a) Alamat memori mutlak (alamat fisik)

Sel memori pada memori kerja adalah sumber daya berbentuk fisik, sehingga untuk mencapai sel memori ini digunakan kata pengenal. Maka disebutlah alamat fisik dan karena nomor alamat fisik ini bersifat mutlak (nomor setiap sel adalah tetap), maka disebut juga alamat mutlak.

b) Alamat memori relatif (alamat logika)

Alamat memori yang digunakan oleh program / data berurutan / berjulat. Jika kita menggunakan alamat 1, maka kitapun menggunakan alamat 2,3, … dan untuk 1 informasi jika alamat awalnya 0 dan alamat lainnya relatif terhadap alamat awal 0 ini, maka dinamakan alamat relatif. Dan alamat tersebut adalah logika dari untaian alamat yang menyimpan informasi maka dikenal alamat memori logika. Contoh : alamat awal relatif 0, alamat awal fisik 14726, maka selisihnya = relokasinya = 14726-0 = 14726.

Fungsi Manajemen Memori

1. Mengelola informasi yang dipakai dan tidak dipakai.
2. Mengalokasikan memori ke proses yang memerlukan.
3. Mendealokasikan memori dari proses telah selesai.
4. Mengelola swapping atau paging antara memori utama dan disk.

Partisi Memori

Partisi memori adalah pembagian harddisk menjadi beberapa bagian yang digunakan untuk mempermudah manajemen file.

Terdapat 2 jenis partisi memori, yaitu :

5. Fixed Partitioning
   Ciri-ciri :
   – Pembagian memori ditentukan di awal dan tidak dapat dirubah
   – Ukuran partisi bisa sama (equal-size) atau berbeda (unequal-size)Kesulitan yang dihadapi :
   – Ukuran program > ukuran partisi
   – Penggunaan memori yang tidak efisien
   – Internal Fragmentation

Contoh OS yang menggunakan : IBM OS/MFT (Multiprogramming with a Fixed Number of Tasks)

6. Dynamic Partitioning
   Dalam dynamic memory partitioning,,memori dipartisi menjadi bagian-bagian dengan jumlah dan besar yang tidak tentu.Ciri-ciri :
   – Alokasi memori ditentukan saat runtime
   – Setiap proses diberikan alokasi sesuai yang dibutuhkan

Kesulitan yang dihadapi :
– External Fragmentation
– Ruang kosong di memori banyak, tetapi terbagi-bagi

Syarat Pengelolaan Memori

7. Relokasi
   Prosesor dan sistem operasi harus dapat mentransfer memory referensi ( dalam bentuk kode program ) ke alamat fisik yang mengalokasikan program dalam memory utama.
8. Proteksi
   User tidak boleh mengakses beberapa bagian dari wilayah sistem operasi.
9. Sharing
   Memory skunder pada manajemen memory dapat mengontrol sharing area pada memory utama.
10. Organisasi Logika
    Sistem oerasi dan hardware berusaha untuk dapat berhubungan dengan user program dalamsatu modul.
11. Organisasi fisik
    Harus ada pengaturan yang jelas antara memory utama dngan memory skunder pada Longterm scheduling.

3.Jenis - Jenis Memori Komputer

Memori adalah istilah umum yang mengacu ke perangkat fisik komputer apa saja yang mampu menyimpan data baik secara permanen maupun sementara. Memori termasuk komponen vital karena performa dari sebuah unit komputer salah satunya ditentukan oleh komponen ini, semakin besar ruang penyimpanan dan kecepatan dari memori, semakin bagus performa dari sebuah unit komputer.

Memori komputer dapat memiliki sifat volatile atau non-volatile. Memori komputer yang memiliki sifat folatile akan kehilangan konten (data atau informasi) ketika komputer mati (kehilangan daya), sebaliknya memori komputer yang bersifat non-folatile akan tetap menyimpan konten sekalipun komputer dalam keadaan mati. Memori komputer dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu memori utama (main memory) dan memori sekunder (secondary memory).

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

DRAM menggunakan satu transistor dan kapasitor per bit dalam strukturnya. Hal ini membuat RAM ini memiliki kepadatan yang cukup tinggi. DRAM memiliki frekuensi kerja yang bervariasi antara 4,7 Mhz hingga 40 Mhz.

2. SDRAM (Sychronous Dynamic Random Access Memory)
SDRAM menjadi RAM yang memiliki kecepatan cukup tinggi dibanding jenis-jenis RAM lainnya yakni kecepatan sampai 100 - 133 Mhz. RAM ini banyak digunakan pada tahun 1996 hingga 2003 dan merupakan jenis RAM yang memiliki 168 Pin saluran transfer data.
Ciri-ciri RAM ini terdapat dua celah dibagian kakinya. RAM ini akan diletakkan pada slot DIMM/SDRAM di motherboard yang mampu menampung memori mulai 16 MB hingga 1GB.

3. RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory)
Komponen ini diperkenalkan pada tahun 1995 dengan kecepatan 600 Mbytes/sec. Pada tahun 1997, kecepatan RDRAM meningkat hingga 700 MBps, dan tahun 1998 menjadi 1,6 GBps.
Tak heran, RAM ini awalnya dikembangkan untuk komputer dengan prosesor Pentium 4 atau untuk keperluan perangkat gaming. Slot memori untuk RDRAM ialah 184 pin.

4. SRAM (Static Random Access Memory)
Jenis RAM komputer ini terbuat dari semacam semi konduktor yang tidak memerlukan kapasitor dan tidak memerlukan penyegaran secara berkala sehingga kinerja bisa lebih cepat. Hal ini disebabkan komponen ini hanya menggunakan transistor tanpa kapasitor.
SRAM didesain menggunakan desain cluster enam transistor untuk menyimpan setiap bit informasi. Sayangnya, SRAM memiliki kekurangan yakni biaya produksinya yang mahal.
Tak heran, RAM ini hanya tersedia dalam kapasitas kecil dan digunakan untuk bagian yang benar-benar penting. Chip ini sering digunakan untuk chace memori. Kecepatan SRAM mampu mengimbangi kecepatan prosesor 500 MHz atau lebih.

5. EDORAM (Extended Data Out Random Access Memory)
RAM ini dikembangkan tahun 1995 dan memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer data dibandingkan dengan jenis-jenis RAM lain. Slot memori untuk EDORAM ialah 72 pin.

Bentuk komponen ini lebih panjang daripada RAM SIMM. Tak heran RAM ini sangat cocok dipasang pada semua komputer Pentium. Selain itu, komponen ini juga cocok untuk dipasang pada komputer dengan bus mencapai 66 Mhz.

6. FPM DRAM (First Page Mode DRAM)
Jenis RAM ini merupakan bentuk asli atau bentuk awal dari DRAM. Laju transfer maksimum untuk cache L2 mendekati 176 MB per detik. FPM bekerja pada rentang frekuensi 16 MHz hingga 66 MHz dengan akses waktu hingga 50ns.

7. Flash RAM
Flash RAM merupakan jenis memori berkapasitas rendah yang digunakan pada perangkat elektronika seperti TV, VCR, hingga ponsel lama. Momori ini dipasang pada perangkat yang memerlukan refresh dengan daya yang kecil.

8. VGRAM (Video Graphic Random Access Memory)
VGRAM biasanya digunakan untuk menyimpan kandungan pixel bagi sebuah paparan grafik. Penggunaan chip ini akan memberikan performa video yang baik dan mengurangi tekanan pada CPU.

 
9. DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM)
Jenis RAM ini menjadi salah satu yang memiliki kecepatan sangat tinggi diantara jenis-jenis RAM. Tak heran, RAM ini digunakan diberbagai perangkat saat ini.
RAM ini mampu menjalankan dua instruksi sekaligus dalam satuan waktu yang sama. Memori ini memiliki 184 pin. RAM jenis ini juga mengonsumsi daya listrik yang lebih rendah.
Jenis-jenis RAM berikutnya seperti DDR2 RAM hingga DDR3 RAM merupakan pengembangan dari DDR SDRAM. Kedua jenis RAM ini digunakan dibanyak komputer saat ini.
Karena lebih menghemat daya dan lebih optimal dengan kecepatan tinggi. Untuk kapasitas memori jenis ini pun cukup besar hingga 4 GB per chipnya.

 
10. SO – DIMM (Small Outline Dual in-line Memory Module)
Memori ini merupakan jenis memori yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya cukup ringkas, kira-kira setengah dari besaran DDR RAM sehingga lebih menghemat ruang. Jenis memori ini biasanya mengikuti perkembangan RAM untuk komputer desktop.

 

4.perkembangan memory kedepannya

RAM pertama kali muncul pada tahun 1947 yang dirancang dalam bentuk praktis dengan tabung Williams (setelah penemuan Freddie Williams dan Tom Kilburn). Ini merupakan memori akses acak pertama yang menyimpan data dalam bintik-bintik bermuatan listrik di muka tabung CRT. Dari sini bentuk RAM mulai dikembangkan menjadi memori inti magnetik (Magnetic-core memory) pada tahun 1947 -1970-an. Seorang Frederick Viehe mengembangkan desain memori inti magnetik dan mematenkan pekerjaannya. Memori inti magnetik bekerja melalui penggunaan cincin logam kecil dan kabel yang terhubung pada setiap cincin. Diperolehlah tempat penyimpanan data pada cincin yang dapat diakses kapan saja.

   Waktu berlanjut, perkembangan RAM mulai canggih. Seperti yang Anda kenal saat ini, seperti memori solid-state sudah ditemukan pada tahun 1968 oleh Robert Dennard. Kemudian RAM, dikenal secara khusus sebagai memori akses acak dinamis (DRAM) yang dikembangkan oleh perusahaan semikonduktor seperti Intel.

     Sebuah fitur baru yang disebut Decision Feedback Equalization (DFE) memungkinkan skalabilitas kecepatan I/O untuk bandwidth dan peningkatan kinerja yang lebih tinggi. DDR5 mendukung lebih banyak bandwidth daripada pendahulunya, DDR4, dengan kemungkinan 4,8 gigabit per detik, tetapi tidak dikirimkan saat peluncuran.DDR5 memiliki latensi yang hampir sama dengan DDR4 dan DDR3.DDR5 menambah kapasitas DIMM maksimum dari 64 GB menjadi 512 GB.DDR5 juga memiliki frekuensi yang lebih tinggi dari DDR4.      

    Jadi menurut saya perkembangan memory yang akan datang akan sangat evektif , lebih cepat dan menyimpan semakin banyak data yang akan diprosses dan tentunya lebih evisien seperti bentuknya lebih kecil ataupun suatu sistem seperti penyimpanan dalam bentuk cloud / drive , bahkan kita bisa mengakses memory kita tanpa membawa nya dalam bentuk fisik ,yang diperlukan cuma sebuah perangkat / media mengakses memory tersebut dimanapun dan kapanpun kita berada. 

 

narasumber

http://zeromin0.blogspot.com/2011/07/interupsi-dan-hierarki-memori.html#axzz3Dj1QeO66

http://hendrixstikombwi.wordpress.com/2012/07/10/makalah-tentang-orkom-16

http://id.wikipedia.org/wiki/Hirarki_memori

http://iisariska.ilearning.me/memory-management/

http://jeffryhermawan-irodikromo.blogspot.com/2013/04/alamat-memori.html 

http://demsyos.blogspot.com/2015/01/memory-partition.html     

http://arinformatika.blogspot.com/2011/05/manajemen-memori.html?m=1