DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer. Memori Internal

9/22/2016

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

1

9/22/2016

DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

12-CRS-0106 REVISED 8 FEB 2013

Memori Internal



Operasi Sel Memori

1

9/22/2016

3

9/22/2016



Tipe Memori Semikonduktor

Dynamic RAM (DRAM) Teknologi RAM dibagi menjadi 2: Dynamic RAM (DRAM) Static RAM (SRAM) – DRAM  Dibuat dengan sel-sel yang dapat menyimpan data dengan mengisi muatan dalam kapasitor.

 Memerlukan pengecasan muatan kapasitor secara berkala untuk menjaga datanya tetap tersimpan.  Istilah dynamic mengacu kepada kebocoran muatan kapasitor. 4

9/22/2016



 Data bernilai 1 berarti ada muatan listrik di kapasitor dan data 0 berarti tidak muatan listrik di kapasitor.

2

9/22/2016

Struktur DRAM Alamat diset dulu untuk menulis data atau membaca data. Transistor berfungsi sebagai saklar.

Operasi baca dengan mengeset alamat, data dibaca di Bit line. Proses baca mengosongkan muatan listrik sehingga muatan kapasitor harus direfresh untuk menyelesaikan operasi. 5

9/22/2016



Operasi tulis dengan memberikan tegangan ke bit line. Bit 0  tegangan rendah, 1  teg. tinggi, set alamat ke address line, muatan disimpan ke kapasitor.

Static RAM (SRAM) Devais dijital yang menggunakan elemenelemen lojik yang sama dengan prosesor.

Data dipertahankan sepanjang daya listrik tetap masuk ke SRAM. 6

9/22/2016



Nilai-nilai biner disimpan menggunakan konfigurasi gerbang lojik flip-flop tradisional.

3

9/22/2016

SRAM versus DRAM 

Kedua-duanya volatile : Daya harus disuplai ke memori secara terus-menerus untuk mempertahankan nilai bitnya.



Dynamic Cell  Lebih mudah dibuat, ukuran lebih kecil  Lebih luas(sel-sel terkecil = lebih banyak sel dalam satu area)  Sedikit mahal  Memerlukan rangkaian refreshing  Cocok untuk kapasitas memori yang besar



Static  Lebih cepat  Digunakan untuk cache memory

7

9/22/2016



 Digunakan untuk main memory

Read Only Memory (ROM) Memiliki sebuah pola data yang tidak dapat diubah atau ditambahkan. Tidak ada sumber daya yang diperlukan untuk mempertahankan nilai-nilai bit di memori. Data atau program ada di main memory secara permanen dan tidak bisa diisi dengan data atau program dari secondary storage device. Data dimasukkan pada saat proses pabrikasi.  Tidak boleh salah, jika 1 bit salah maka seluruh ROM yang salah harus dibuang.

 Langkah-langkah memasukkan data biayanya besar. 8

9/22/2016



– Kerugian:

4

9/22/2016

9

9/22/2016



ROM 8X4 bit on-chip decoding

Programmable ROM (PROM) Sedikit mahal dibandingkan ROM Nonvolatile dan bisa ditulisi hanya 1 kali Proses penulisan dilakakukan secara listrik yang dilakukan oleh supplier atau pelanggan kemudian chip dibuat. Memerlukan peralatan khusus untuk penulisan

Cocok untuk volume produksi yang besar

10

9/22/2016



Lebih fleksibel dan nyaman

5

9/22/2016

Read-Mostly Memory

Erasable programmable read-only memory Proses menghapus dapat dilakukan berulang kali Lebih mahal dari PROM tetapi dapat diupdate

11

EEPROM Electrically erasable programmable readonly memory Dapat ditulis kapanpun tanpa menghapus data yang lain Menggabungkan kemampuan nonvolatile dan dapat diupdate

Lebih mahal dari EPROM

9/22/2016

Flash Memory Berada ditengahtengah EPROM dan EEPROM di sisi harga dan fungsionalitas

Menggunakan teknologi penghapusan secara listrik Microchip diorganisasikan sehingga bagian sel memori dihapus dalam satu aksi atau “flash”



EPROM

12

9/22/2016



DRAM 16 Mb (4M x 4)

6

9/22/2016

Gambar Macam-macam ROM

EPROM

ROM BIOS

13

9/22/2016



EEPROM

Interleaved Memory Main memory dibuat dari kumpulan chip memori DRAM. Sejumlah chip dikelompokan bersama-sama untuk membuat sebuah memory bank. Dimungkinkan untuk mengorganisasikan sebagai interleaved memory.

Jika word memori berurutsn disimpan dalam bank-bank yang berbeda, kemudian transfer sebuah blok memori kecepatannya ditingkatkan. 14

9/22/2016



Tiap bank secara mandiri dapat melayani permintaan baca atau tulis memori sehingga sebuah sistem dengan bank K dapat melayani permintaan K secara simultan, meningkatkan laju baca atau tulis memori dengan faktor K.

7

9/22/2016

Error Correction



15

Hard Failure 

Kerusakan fisik permanen



Sel memori atau sel-sel yang terpengaruh tidak mampu menyimpan data tetapi stuck di 0 atau 1 atau berpindah-pindah antara 0 dan 1



Dapat disebabkan oleh: 

Lingkungan yang ekstrim



Kerusakan pada proses pabrikasi



Pemakaian

Soft Error 

Acak, kejadian tidak merusak yang dapat mengubah isi satu atau lebih selsel memori



Kerusakan tidak permanen terhadap memori



Dapat disebabkan oleh masalah catu daya dan partikel/debu Alpha:

9/22/2016





Layout Data Bit dan Check Bit Menggunakan Hamming Code

16

9/22/2016



12 bit = 8 bit data + 4 check bit

8

9/22/2016

17

9/22/2016



Contoh

18

9/22/2016



Penghitungan Check Bit

9

9/22/2016

Organisasi DRAM Lanjut Salah satu yang menyebabkan sistem bottleneck ketika menggunakan prosesor berkinerja tinggi yaitu antarmuka ke memori internal utama. Sejumlah perbaikan untuk meningkatkan kinerja memori internal yaitu:

SDRAM

SDRAM

DDR-DRAM RDRAM

19

9/22/2016



RDRAM

Synchronous DRAM (SDRAM) Salah satu bentuk DRAM yang banyak digunakan secara luas

Dengan synchronous access DRAM mengambil dan mengeluarkan data di bawah kendali clock sistem • Prosesor atau master lain mengirimkan instruksi dan informasi alamat yang dilatch oleh DRAM. • DRAM kemudian meresponnya setelah sejumlah siklus clock. • Sementara itu master dapat mengerjakan tugas lain pada saat DRAM memprosesnya. 20

9/22/2016



Pertukaran data dengan prosesor disinkronisasikan menggunakan sinyal clock eksternal dan berjalan pada kecepatan penuh bus prosesor/memori tanpa menunggu state

10

9/22/2016

21

9/22/2016



SDRAM Read Timing

RDRAM Dikembangkan oleh Rambus Bus mengantarkan alamat dan informasi kontrol menggunakan protokol asynchronous blockoriented

Diadopsi oleh Intel Untuk prosesor Pentium dan Itanium

•Ambil permintaan memori melalui bus berkecepatan tinggi •Permintaan berisi alamat, tipe operasi, jumlah byte yang beroperasi

Bus dapat mengalamati sampai 320 RDRAM chip dan kecepatan 1.6 GBps

Chip dibuat dengan kemasan bertingkat dengan semua pin dalam 1 sisi •Pertukaran data dengan prosesor melalui 28 kabel dengan panjang maksimal 12 cm

22

9/22/2016



Menjadi pesaing utama SDRAM

11

9/22/2016

Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) SDRAM dapat mengirim data sekali tiap siklus clock Double-data-rate SDRAM dapat mengirim 2 kali tiap siklus clock, 1 kali pada rising edge pulsa clock dan 1 kali pada and falling edge

23

9/22/2016



Dikembangkan oleh JEDEC Solid State Technology Association (Electronic Industries Alliance’s semiconductor-engineering-standardization body)

24

9/22/2016



DDR SDRAM Read Timing

12

9/22/2016

Cache DRAM (CDRAM) Dikembangkan oleh Mitsubishi

25


9/22/2016


Mengintegrasikan sebuah SRAM cache kecil ke dalam sebuah chip DRAM

Gambar DRAM DD

SDRAM DDR2

SDRAM RDRAM

26

9/22/2016



SDRAM DDR3

13

9/22/2016

Tugas baca untuk pertemuan selanjutnya:

9/22/2016


THANK YOU DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer


27


Silakan baca chapter 4 tentang Cache Memory halaman 112 - 146, “William Stallings”, Computer Organization and Architecture 9th Edition, 2013.

14

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer. Memori Internal

Recommend Documents