Materi Tentang Memori SemiKonduktor

A. Pengertian Memori SemiKonduktor

Memori Semikonduktor adalah perangkat penyimpanan data-data elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor. Memori Semikonduktor ini merupakan komponen penting dalam perkembangan perangkat-perangkat elektronik saat ini, umumnya digunakan sebagai memori komputer, memori pada Smartphone, USB drive dan bahkan di Televisi-televisi pintar (Smart TV) dan Jam Tangan pintar (Smart Watch). Memori Semikonduktor ini umumnya berbentuk IC (Intragrated Circuit).

     Kebanyakan Memori Semikonduktor memiliki sifat Random Access (akses acak) yang datanya dapat diakses dalam waktu yang tetap namun tidak mempedulikan lokasi letak data tersebut dalam memori. Dengan adanya Sifat Akses Acak atau Random Access ini, Memori Semikonduktor dapat lebih efisien dalam mengakses data baik dalam penyimpanan maupun pencarian data. Hal ini sangat berbeda dengan perangkat memori yang bersifat Memori Urut seperti Compact Disk (CD) dan Tape Magnetik. Memori Urut hanya dapat mengakses data secara berurutan karena batasan gerakan mekanikal dari media penyimpanannya yang mengharuskan pengaksesan data secara berurutan. Dengan demikian waktu akses Perangkat Memori Urut ini menjadi lebih lama dari memori semikonduktor yang memiliki sifat Random Access ini.

Secara umum, waktu akses satu byte pada Memori Semikonduktor adalah dalam hitungan beberapa nanodetik sedangkan waktu akses satu byte pada Hard disk adalah dalam kisaran milidetik. Oleh karena itu, Memori Semikonduktor sering digunakan sebagai Memori Utama (Primary Storage) pada Komputer.

Dalam sebuah Chip Memori Semikonduktor, setiap Bit data biner disimpan dalam sirkuit kecil yang disebut dengan Sel Memori. Sel Memori tersebut terdiri dari satu hingga beberapa Transistor. Sel-sel Memori diletakan dalam Array persegi panjang pada permukaan Chip. Sel-sel Memori 1 bit dikelompokan dalam satuan kecil yang disebut dengan “Kata” yang diakses bersama-sama sebagai alamat memori tunggal. Memori yang dihasilkan untuk kepanjangan Kata adalah berdasarkan kelipatan 2 seperti 1, 2, 4 dan 8 bit.

B. RAM

Seperti Namanya, RAM atau Random Access Memory adalah Memori semikonduktor yang digunakan untuk membaca dan menulis data dalam urutan apapun. Memori Semikonduktor jenis ini digunakan untuk aplikasi seperti komputer atau prosesor memori data atau variabel disimpan dan diminta secara acak. Data dapat disimpan dan dibaca berkali-kali namun data yang disimpan akan hilang apabila memori semikonduktor tersebut tidak dialiri arus listrik. Memori jenis ini sering disebut juga dengan Volatile Memory.

RAM adalah singkatan dari kepanjangan Random Acces Memory. Pada prinsipnya, pengertian RAM dapat ditinjau dari beberapa segi, yaitu, segi input area, program area, working area, dan output area. Jika dilihat dari segi input area, RAM dapat diartikan sebagai media  untuk menyimpan data input yang akan diolah. Kemudian, jika ditinjau dari segi program area, RAM dapat didefinisikan sebagai media untuk menyimpan program yang akan dipakai untuk memproses data. Di tinjau dari segi working area, RAM dapat berarti sebagai media untuk menyimpan proses pengolahan data yang hendak dikerjakan. Dan, jika di tinjau dari segi output area, RAM adalah media untuk menyimpan semua hasil pengolahan data. Jadi, dapat disimpulkan bahwa pengertian RAM adalah media untuk menyimpan data dan instruksi dari suatu program komputer.

C. Jenis-Jenis RAM

Jenis RAM dapat dibagi menjadi :

DRAM – DRAM merupakan singkatan dari Dynamic Random Acces Memory. DRAM menggunakan sel memori (Memory Cells) yang terdiri dari Kapasitor dan Transistor untuk menyimpan setiap bit data. Tingkat muatan pada setiap kapasitor menentukan apakah sebuah Bit tersebut adalah logika 1 atau 0. Muatan listrik yang tersimpan dalam kapasitor akan discharge perlahan-lahan sehingga diperlukan refresh (penyegaran kembali) secara berkala. DRAM merupakan Memori Semikonduktor yang sering digunakan sebagai Memori Utama Komputer. Seiring dengan perkembangannya, Teknologi DRAM dapat dibagi menjadi FPM-DRAM (Fast page mode DRAM), EDO-DRAM (Extended data out DRAM), VRAM (Video random access memory), SDRAM (Synchronous dynamic random-access memory) dan DDR SDRAM (Double data rate synchronous DRAM).

SRAM – SRAM adalah singkatan dari Static Random Access Memory. SRAM tidak memerlukan refresh secara berkala sehingga kecepatan aksesnya (tulis dan baca) lebih tinggi dari DRAM. Namun kekurangan SRAM adalah memerlukan daya yang lebih tinggi dari DRAM dan juga harga yang lebih mahal dari DRAM. Dengan demikian, SRAM umumnya digunakan sebagai Cache sedangkan DRAM digunakan sebagai Memori Utama.

D. ROM

ROM kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random).ROM berbeda dengan RAM.
Perbedaan diantara keduanya antara lain:

1. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’.

2. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off).

3. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off).

4. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit.

Fungsi ROM

Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware. Pada perangkat komputer, sering ditemukan untuk menyimpan BIOS. Pada saat sebuah komputer dinyalakan, BIOS tersebut dapat langsung dieksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpan lebih dahulu sepRead Only Memory adalah suatu hardware berupa memori yang hanya dapat dibaca. Pada ROM, kita tidak dapat mengisi atau menulisi data sewaktu-waktu seperti pada RAM. walaupun keduanya sama-sama dapat diakses secara acak.memori jenis ini memang lebih lambat, tapi data pada ROM tidak akan hilang dan tidak berubah walau komputer dalam keadaan mati/off karena ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya listrik. Adapun bentuk dari ROM modern ini sering ditemukan dalam bentu IC (integrated circuit). Fungsi daripada ROM adalah sebagai media penyimpanan firmware, yaitu software (perangkat lunak) yang berhubungan dengan hardware (perangkat keras). seperti ROM BIOS, dimana BIOS tersebut dapat langsung di eksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpanan lebih dulu seperti yang umumnya terjadi pada alat penyimpanan lain. Walau memori ROM hanya dapat dibaca saja, tapi data pada memori ini dapat di tulis ulang.

Jenis-Jenis ROM

Mask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak dapat di up-grade.

PROM (Programmable Read Only Memory) adalah jenis ROM yang hanya bisa dibaca datanya. PROM tergolong memori non-volatile, yaitu data/informasi/program yang tidak akan hilang walau komputer dalam keadaan off/mati (tidak mendapat daya listrik). jadi data yang terdapat pada memori ini bersifat permanen

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis memori ROM yang dapat ditulisi program/data secara elektris. Data/informasi/Program dapat hilang/dihapus bila terkena sinar ultraviolet. EPROM termasuk memori non-volatile, sama dengan PROM, yaitu data tidak akan hilang ketika komputer kita matikan/ tidak mendapat daya listrik.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), sama seperti PROM dan EPROM, EEPROM masih tergolong non-vilatile.

EEPROM merupakan komponen yang banyak digunakan pada peralatan elektronik unutk menyimpan konfigurasi data. Kapasitas EEPROM terbatas, pada sistem hardware biasanya digunakan untuk menyimpan data konfigurasi BIOS dan Setting yang berhubungan. proses penghausan data pada EEPROM lebih cepat daripada EPROM karena data dapat dihapus secara elektrik dengan sinar ultraviolet. EEPROM Rewrite adalah alat untuk menghapus data pada EEPROM. Contoh memory yang sejenis dengan EEPROM adalah Flash Memory. Yaitu jenis ROM yang bisa ditulis ulang. Biasanya digunakan pada kamera digital, Aplikasi Mp3, Handphone, Flashdisk, dll erti yang umum terjadi pada alat penyimpan lain selain ROM.

E. ROM yang bisa dihapus dan diprogramkan

-EPROM

EPROM ( Erasable Programmeble Read Only Memory) adalah sebuah chip yang bisa di program dan mampu menyimpan data. Chip yang isinya data (program-program) yang di isikan oleh user ke EPROM tersebut. Satu-satunya cara untuk menghapus data pada EPROM adalah dengan menggunkan sinar ultraviolet.

EPROM merupakan jembatan/penengah antara hardware dan software, sebagai contoh EPROM salah satu chip BIOS (Basic Input Output System) pada motherboard komputer.

-EEPROM

EEPROM singkatan dari Memori Baca elektrik dihapus Programmable Hanya, dan diucapkan ganda-ee-prom atau ee-prom. Ini adalah nama lama untuk sebuah chip kecil yang menyimpan bit kode data yang dapat ditulis ulang dan dihapus oleh muatan listrik, satu byte pada suatu waktu. Data EEPROM tidak dapat ditulis ulang selektif; seluruh chip harus dihapus dan ditulis ulang untuk memperbarui isinya.

EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) adalah user-dimodifikasi read-only memory (ROM) yang dapat dihapus dan diprogram kembali (ditulis untuk) berulang kali melalui penerapan lebih tinggi dari tegangan listrik normal. Tidak seperti chip EPROM, EEPROMs tidak perlu dihapus dari komputer untuk dimodifikasi. Namun, chip EEPROM harus dihapus dan diprogram kembali secara keseluruhan, tidak selektif. Ini juga memiliki hidup yang terbatas - yaitu, berapa kali dapat memprogram terbatas untuk puluhan atau ratusan ribu kali. Dalam sebuah EEPROM yang sering memprogram sementara komputer sedang digunakan, kehidupan dari EEPROM dapat menjadi pertimbangan desain penting.

F. Pengertian, Kekurangan dan Kelebihan Dari :

- Direct Addressing

Mode pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk dan  mengalamati suatu lokasi memori pada  sebuah alamat di mana operand akan diambil. Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi, dimana pada umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode operasi) dan alamat. Setiap mode pengalamatan memberikan fleksibilitas khusus yang sangat penting. Mode pengalamatan ini meliputi direct addressing, indirect addressing, dan immediate addressing.

Kelebihan
 -Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kelemahan
 -Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih    kecil   dibandingkan panjang word

-Indirect Addressing

 Merupakan mode pengalamatan tak langsung. Field alamat mengacu pada alamat word di dalam memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang atau untuk mentransfer DATA/byte/word antar register dan lokasi yang alamatnya ditunjukkan oleh isi suatu register. Mode pengalamatan indirect addressing sangat berguna karena dapat memberikan fleksibilitas tinggi dalam mengalamati suatu harga. Mode ini pula satu-satunya cara untuk mengakses 128 byte lebih dari RAM internal pada keluarga 8052. Contoh: MOV A, @R0. Dalam instruksi tersebut, 89C51 akan mengambil harga yang berada pada alamat memori yang ditunjukkan oleh isi dari R0 dan kemudian mengisikannya ke akumulator. Mode pengalamatan  indirect addressing selalu merujuk pada RAM internal dan tidak pernah merujuk pada SFR. Karena itu, menggunakan mode ini untuk mengalamati alamat lebih dari 7Fh hanya digunakan untuk keluarga 8052 yang memiliki 256 byte spasi RAM internal.

Kelebihan :
     Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi.

Kekurangan :
     Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi

-Immediate Addressing

Suatu proses penyalinan data yang berukuran byte atau word langsung ke dalam register tujuan. Data yang dimaksud di sini adalah suatu  nilai atau bilangan tertentu atau bisa juga berupa sebuah konstanta (didefinisikan dengan instruksi EQU). Data segera merupakan data konstan, sedangkan data yang dipindahkan dari register adalah data berubah (variable). Mode pengalamatan immediate addressing sangat umum dipakai karena harga yang akan disimpan dalam memori langsung mengikuti kode operasi dalam memori. Dengan kata lain, tidak diperlukan pengambilan harga dari alamat lain untuk disimpan. Contohnya: MOV A, #20h. Dalam instruksi tersebut, akumulator akan diisi dengan harga yang langsung mengikutinya, dalam hal ini 20h. Mode ini sangatlah cepat karena harga yang dipakai langsung tersedia.

Keuntungan :

1. Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand
2. Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat

Kekurangan :
·      Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field

Sumber Referensi:

http://amrixse7en.blogspot.co.id/2015/01/pengertian-tentang-immediate-addressing.html
http://rizal-elektro.blogspot.co.id/2011/10/pengertian-rom-dan-jenis-jenisnya.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-memori-semikonduktor-jenis-memori-semikonduktor/

http://www.ilmusiana.com/2015/09/ram-komputer-pengertian-fungsi-jenis.html

Pengertian Karakteristik Memori Dan Hirarki

A. Pengertian Sistem Memori

Sistem Memori ( Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

B.Karateristik Memori

a. Lokasi

• CPU
Memori ini built-in berada dalam CPU (mikroprosesor) dan diperlukan untuk semua kegiatan CPU. Memori ini disebut register.
• Internal (main)
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 (secondary)
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.
a. Kapasitas

• Ukuran word
Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
• Banyaknya word
Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit.

b. Satuan Transfer

Satuan transfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Konsep satuan transfer adalah :
• Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.
• Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.
• Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

c. Metode Akses

Terdapat empat jenis pengaksesan satuan data, yaitu sebagai berikut.:
• 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 menggunaka 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.
a. Kinerja
Ada tiga 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 sbb.:

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)
a. Tipe Fisik
Ada dua tipe fisik memori, yaitu :
• Memori semikonduktor

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

Memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu untuk disk atau pita magnetik.
b. Karakteristik Fisik
Ada dua kriteria yang mencerminkan karakteristik fisik memori, yaitu:
• 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.

 Hirarki Memori

• Semakin kecil waktu access maka akan semakin besar harga per bit.
• Semakin besar kapasitas maka akan semakin kecil harga per bit namun akan semakin besar pula waktu access nya

Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya instruksi atau operand. Sedangkan untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat. Untuk memperoleh kinerja yang optimal, perlu kombinasi teknologi komponen memori. Dari kombinasi ini dapat disusun hirarki memori sebagai berikut:
Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi:
a) Penurunan harga per bit
b) Peningkatan kapasitas
c) Peningkatan waktu akses
d) Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.
Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.

Sistem Yang Utama Pada Memori

Tahun 1960-an para programmer sistem mengembangkan sistem pengoperasian multiprogramming, yang memanfaatkan atau menggunakan memori utama yang sangat besar. 

• Komputer yang hanya mempunyai satu system memori utama dikatakan mempunyai one-level strorage system (system penyimpanan tingkat satu)

• Komputer yang mempunyai memori virtual menggunakan multilevel storage system (system penyimpanan bertingkat)

• Penyimpanan multilevel mempunyai memori sentral(internal) yaitu memori utama dan register CPU sebagai primary memori dan peralatan penyimpanan eksternal seperti hardisk dan disket sebagai secondary memori memori sekunder.

 

Organisasi Memori

Yang dimaksud dengan organisasi adalah pengaturan bit dalam menyusun word secara fisik.

• Salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan sistem penyimpanan yang besar.

• Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori Contoh : Cross bar switch Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order.

 Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.

• Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak. Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order.

 Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data. Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.

• Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama. Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.

• Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Interleave Low Order.

RAM

RAM yang merupakan singkatan dari Random Access Memory adalah sebuah perangkat keras komputer yang berfungsi menyimpan berbagai data dan instruksi program. Berbeda dengan tape magnetik atau disk yang mengakses data secara berurutan, isi dari RAM dapat diakses secara random atau tidak mengacu pada pengaturan letak data. Data di dalam RAM bersifat sementara, dengan kata lain data yang tersimpan akan hilang jika komputer dimatikan atau catu daya yang terhubung kepadanya dicabut.

RAM biasa juga disebut sebagai memori utama (main memory), memori primer (primary memory), memori internal (internal memory), penyimpanan utama (primary storage), memory stick, atau RAM stick. Bahkan terkadang orang hanya menyebutnya sebagai memori meskipun ada jenis memori lain yang terpasang di komputer.

RAM merupakan salah satu jenis memori internal yang mendukung kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi. Dengan menggunakan tambahan RAM ke dalam komputer dapat menghasilkan pengaruh positif pada kinerja dan kecepatan komputer, meskipun RAM sebenarnya tidak menentukan kecepatan komputer.

Modul memori RAM yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4 GB.

Jenis-Jenis RAM

1. DRAM(Dynamic Random Access Memory)

adalah jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus disegarkan secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi.

2. SRAM(Static Random Acces Memory)

adalah jenis RAM (sejenis memori semikonduktor) yang tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbagi menjadi Asynchronous dan Synchronous.

3.EDORAM(Extended Data Out Random Access Memory)

adalah jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM.

4.SDRAM(Synchronous Dynamic Random Acces Memory)

adalah jenis RAM dinamis yang kemampuan kecepatannya lebih cepat dari pada EDORAM dan kepingannya terdiri dari 168 pin. RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

 5.RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory)

adalah salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RDRAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.

6. NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)

merupakan jenis RAM yang menggunakan baterai Litium di dalamnya sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang meskipun daya dimatikan.

ROM

ROM kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random).ROM berbeda dengan RAM.
Perbedaan diantara keduanya antara lain:
1. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’. 
2. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, 
program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off). 
3. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off). 
4. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit.

Fungsi ROM (Read Only Memory)

Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware. Pada perangkat komputer, sering ditemukan untuk menyimpan BIOS. Pada saat sebuah komputer dinyalakan, BIOS tersebut dapat langsung dieksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpan lebih dahulu seperti yang umum terjadi pada alat penyimpan lain selain ROM. Umumnya, pada media simpan lain, jika dieksekusi untuk dibaca isi atau datanya, media simpan tersebut harus dinyalakan lebih dahulu sebelum dibaca, yang tentu saja membutuhkan waktu agak lama. Hal seperti ini tidak terjadi pada ROM. Pada komputer (PC) modern, BIOS disimpan dalam chip ROM yang dapat ditulisi ulang secara elektrik yang dikenal dengan nama Flash ROM. Itulah sebabnya istilah flash BIOS lebih populer daripada ROM BIOS. Read-only Memory (ROM) adalah media penyimpanan data pada komputer yang bersifat permanen tanpa bisa dirubah lagi isinya, artinya program atau 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 (semacam software yang menyimpan informasi data pada hardware). Salah satu contoh ROM adalah chip BIOS atau CMOS 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 (Integrated Circuit), 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 ). 

Jenis-Jenis ROM

Sampai sekarang dikenal beberapa jenis ROM yang pernah beredar dan terpasang pada komputer, antara lain Mask ROM, PROM, EPROM, EAROM, EEPROM, dan Flash Memory. Berikut ini disajikan uraian singkat dari masing-masing jenis ROM tersebut.

PROM

PROM kependekan dari Programmable Read Only Memory. PROM adalah salah satu jenis ROM, merupakan alat penyimpan berupa memori (memory device) yang hanya bisa dibaca isinya. PROM memang tergolong memori non-volatile, artinya program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan (tidak mendapatkan daya listrik). Program yang tersimpan di dalamnya bersifat permanen. Biasanya digunakan untuk menyimpan program bahasa mesin yang sudah menjadi bagian hardware (perangkat keras) komputer. Contohnya adalah program yang men-start komputer ketika komputer baru dinyalakan (di-on-kan). Program yang ada di dalam PROM diisi oleh pabrik pembuatnya. Pengisian program ke dalam PROM menggunakan alat khusus bernama PROM burner, atau PROM Writer Program atau informasi yang telah diisikan atau direkamkan ke dalam PROM, tidak dapat dihapus lagi.

EPROM

EPROM  kependekan  dari Erasable  Programmable  Read  Only Memory. EPROM berbeda dengan PROM. EPROM adalah jenis chip memori yang dapat ditulisi program secara elektris. Program atau informasi yang tersimpan di dalam EPROM dapat dihapus bila terkena sinar ultraviolet dan dapat ditulisi kembali. Kesamaannya dengan PROM adalah keduanya merupakan jenis ROM, termasuk memori non-volatile, data yang tersimpan di dalamnya tidak bisa hilang walaupun komputer dimatikan, tidak membutuhkan daya listrik untuk mempertahankan atau menjaga informasi atau program yang tersimpan di dalamnya. Alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi chip EPROM adalah UV PROM eraser. Alat ini akan menyinarkan sinar ultraviolet ke memori tempat data disimpan dalam chip EPROM (disinarkan tepat pada lubang kuarsa bening). Dengan demikian, chip EPROM dapat digunakan kembali dan dapat diisikan informasi/program baru ke dalamnya. Informasi lain menyebutkan bahwa alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi EPROM adalah EPROM Rewriter.

EEPROM

EEPROM kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Seperti halnya PROM dan EPROM, EEPROM merupakan memori non-volatile. Informasi, data atau program yang tersimpan di dalamnya tidak akan hilang walaupun komputer dimatikan, dan tidak membutuhkan daya listrik untuk mempertahankan atau menjaga informasi atau program yang tersimpan di dalamnya. EEPROM adalah komponen yang banyak digunakan dalam komputer dan peralatan elektronik lain untuk menyimpan konfigurasi data pada peralatan elektronik tersebut. Kapasitas atau daya tampung simpan datanya sangat terbatas. Pada sistem hardware komputer, chip EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data konfigurasi BIOS dan pengaturan (setting) sistem yang berhubungan dengannya.

EEPROM memiliki kelebihan tersendiri dibandingkan EPROM. EEPROM dapat dihapus secara elektris menggunakan sinar ultraviolet, sehingga proses penghapusannya lebih cepat dibandingkan EPROM. Penghapusan juga dapat dilakukan secara elektrik dari papan circuit dengan menggunakan perangkat lunak EEPROM Programmer. Alat yang dapat digunakan untuk menghapus isi EEPROM disebut EEPROM Rewriter. Produk EEPROM versi awal, hanya dapat dihapus dan diisi ulang kurang lebih sebanyak 100 kali. Sedangkan produk-produk terbaru dapat dihapus dan diisi ulang (erase-rewrite) sampai ribuan kali (bahkan beberapa informasi menyebutkan mampu sampai 100 ribu kali)

Flash Memory

Flash memory yang dikenal pula dengan sebutan memori flash, adalah memori sejenis EEPROM yang memberikan banyak lokasi memori untuk dihapus atau ditulisi dalam suatu operasi pemrograman. Flash memory tetap dapat menyimpan data tanpa memerlukan penyediaan listrik. Penulisan ke dalam flash memori dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut EEPROM Writer atau software yang dapat menulisi Flash ROM. Sedangkan penghapusan datanya dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut EEPROM Writer, atau langsung secara elektrik dari papan sirkuit dengan menggunakan software Flash BIOS Programmer. Memori jenis ini banyak digunakan dalam  kartu memori, drive flash USB, kamera digital, pemutar MP3, hingga telepon genggam.

BIOS dan ROM

BIOS memang berkaitan erat dengan ROM, sebab sebagian besar BIOS yang terdapat di dalam perangkat keras komputer disimpan di dalam ROM, baik PROM, EPROM, EEPROM, Flash ROM, ataupun jenis ROM lainnya. Namun, setelah tahun 1995, EEPROM dan Flash Memory lebih banyak digunakan daripada jenis ROM lainnya karena BIOS yang terdapat pada kedua jenis ROM ini mudah dihapus dan ditulisi lagi sehingga membuka kemungkinan dilakukannya update BIOS. Update BIOS seringkali diperlukan oleh para pengguna komputer karena beberapa alasan, antara lain:

1. Untuk mendukung prosesor yang lebih baru, sebab pengguna komputer baru saja mengganti prosesor yang lama dengan prosesor tipe baru untuk mendapatkan kinerja yang lebih baik.
2. Untuk mendukung perangkat lain yang baru dipasangkan karena BIOS yang lama belum memberikan dukungan pada perangkat tipe baru tersebut.
3. Adanya bug yang mengganggu pada BIOS yang lama.
4. Atau berbagai alasan lainnya.

Para produsen  motherboard sering menyediakan BIOS versi baru untuk meningkatkan kemampuan produk mereka atau untuk membuang bug-bug yang mengganggu. Adanya bug-bug pada BIOS biasanya baru diketahui setelah BIOS tersebut dirilis. Oleh karena itu BIOS yang ber-bug harus di-update dengan BIOS versi yang lebih baru yang merupakan edisi perbaikan dari BIOS yang lama.
Proses update BIOS harus dilakukan dengan cermat dan hati-hati. Proses update yang tidak benar dapat mengakibatkan tidak berfungsinya motherboard (motherboard mati), karena firmware yang digunakan untuk membantu proses booting (BIOS) tidak dapat berfungsi. Kerusakan yang terjadi bukan kerusakan fisik komponen  motherboard, tetapi kerusakan software BIOS (firmware) yang ada pada EEPROM atau Flash Memory.

Kebanyakan  BIOS  pada saat ini, memiliki sebuah region (lokasi) di dalam  EEPROM atau Flash Memory yang disebut dengan istilah Boot Block yang sengaja ‘dilindungi’ dan tidak dapat di-upgrade. Ketika komputer dinyalakan, Boot Block tersebut selalu dieksekusi pertamakali. Kode dari Boot Block akan  mem-verifikasi BIOS untuk mengetahui apakah BIOS dalam kondisi normal atau  rusak. Apabila BIOS dalam kondisi normal (tidak rusak), komputer segera mengeksekusi BIOS itu sendiri. Sebaliknya, bila ternyata BIOS mengalami kerusakan, maka boot block akan menampilkan pesan di layar monitor agar pengguna komputer melakukan pemrograman (pengisian) BIOS lagi dengan menggunakan versi BIOS yang sama atau di-update dengan versi BIOS yang lebih baik. Program BIOS yang digunakan untuk meng-update biasanya disimpan di dalam disket, di dalamnya tersimpan flash memory programmer dan image BIOS.

Bentuk awal ROM 

• terdiri dari sirkuit-sirkuit terpadu
• menggunakan switch transistor, data secara fisik dikodekan ke dalam rangkaian. 
• hanya bisa diprogram selama fabrikasi aslinya. 
• read-only
• tidak ada perubahan yang mungkin sama sekali. 
• Hal ini juga disebut dengan ROM masker
• tapi pada tahun 1990-an, memori flash telah diciptakan dan disajikan secara alternatif yang jauh lebih baik lagi. Flash memori juga non-volatile
• sehingga membuat data tetap ada saat daya dimatikan, tetapi data dapat ditimpa. 
• Ini berarti bahwa firmware dapat diperbarui jika diperlukan. 
• Flash ROM sekarang standarnya pada kebanyakan komputer. Secara teknisnya flash ROM tidak lagi read-only, akan tetapi sangat sedikit pengguna komputer biasa memodifikasi firmwarenya dari pc/komputer mereka sendiri. 
• Jika dibandingkan dengan jenis lainnya dari penyimpanan, ROM pada umumnya cukup kecil. Firmware tidak memakan banyak ruang, serta memiliki kapasitas penyimpanan yang lebih besar ROM tidak membuat PC boot up lebih cepat.

Sumber : 

http://firlyanggi.blogspot.co.id/2010/12/sistem-memori.html

http://notebase.blogspot.co.id/2012/05/perbedaan-dram-sram-edoram-sdram-rdram.html

http://penertiandanfungsiroom.blogspot.co.id/

http://notepedia.blogspot.co.id/2014/10/pengertian-jenis-jenis-dan-fungsi-rom.html