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