06 Memori Internal dan memori
Memori Hirarki
Tim Lab. SKJK
Pertanyaan
¾ Tahukah anda Tipe-tipe Prosesor dari awal
sampai sekarang ?
¾ Tahukah anda Kategori Sistem Hardware dari
masing-masing tipe ?
Prosesor
Lebar Data
Kategori
Lebar Register
8088
8-bit
8-bit
16-bit
8086
16-bit
286
16-bit
386/SX
16 bi
16-bit
386/DX
32-bit
486/AMD-5x86
32-bit
Pentium/AMD-K6
64-bit
32-bit
Pentium Pro/Celeron/II/III
64-bit
32-bit
AMD Duron/Athlon/Athlon XP
64-bit
32-bit
Pentium 4
64-bit
Itanium
64-bit
64-bit
AMD Athlon 64
64-bit
64-bit
Pentium 4 w/ EM64T
64-bit
64-bit
16-bit
16-bit
16-bit
32 b
32-bit
32-bit
64-bit
32-bit
32-bit
32-bit
2
Troubleshooting CPU ?
Problem Identification
System is dead, no cursor, no beeps, no fan.
Power cord failure.
Resolution
Plug in or replace power cord. Power cords can fail even though
they look fine.
fine
Power supply failure.
Replace the power supply. Use a known-good spare for testing.
Motherboard failure.
Replace motherboard. Use a known-good spare for testing.
Memory failure.
Remove all memory except 1 bank and retest. If the system still
won't boot replace bank 1.
System is dead, no beeps, or locks up before POST begins.
All components either incorrectly installed.
Check all peripherals, especially memory and graphics adapter.
Reseat all boards and socketed components.
System beeps on startup, fan is running, no cursor on screen.
Improperly seated or failing graphics adapter.
Reseat or replace graphics adapter. Use known-good spare for
testing.
System powers up, fan is running, no beep or cursor.
Processor not properly installed.
Reseat or remove/reinstall processor and heatsink.
Locks up during or shortly after POST.
Poor heat dissipation.
Check CPU heatsink/fan; replace if necessary, use one with higher
capacity.
Improper voltage settings.
Set motherboard for proper core processor voltage.
Wrong motherboard bus speed.
Wrong CPU clock multiplier.
Set motherboard for proper speed.
Jumper motherboard for proper clock multiplier.
Improper CPU identification during POST.
Old BIOS.
Board not configured properly.
Update BIOS from manufacturer.
Check manual and jumper board accordingly to proper bus and
multiplier settings.
System won't start after new processor is installed.
Processor not properly installed.
Reseat or remove/reinstall processor and heatsink.
BIOS doesn't support new processor.
Update BIOS from system or motherboard manunew facturer.
Motherboard can't use new processor.
Poor heat dissipation.
Verify motherboard support.
Check CPU fan; replace if necessary; it might need a highercapacity heatsink or heatsink/fan on the North Bridge chip.
Improper voltage settings. Wrong motherboard bus speed.
Jumper motherboard for proper core voltage. Jumper motherboard
for proper speed.
Wrong CPU clock multiplier.
multiplier
Jumper motherboard for proper clock multiplier
multiplier.
Applications will not install or run.
Improper drivers or incompatible hardware; update drivers and
check for compatibility issues.
Monitor turned off or failed.
Check monitor and power to monitor. Replace with known-good
spare for testing.
Operating system will not boot.
System appears to work, but no video is displayed.
Possible Cause
3
Pendahuluan
¾ Kapan materi COA ‘terasa’ bermanfaat ?
Sebagai dasar pengetahuan, Bila anda bekerja di suatu
perusahaan
h
dan
d anda
d diminta
di i t untuk
t k:
Memilih spesifikasi komputer yang akan digunakan dengan
spesifikasi sesuai kebutuhan dan harga kompetitif
M
Membuat
b
program yang akan
k di
ditanam di embedded
b dd d system
Melakukan debug terhadap program yang telah terinstall pada
embedded system (sensor mesin, sistem pengapian elektronik,
dll)
Mata kuliah wajib pada computing curricula 2005 yang
dikeluarkan oleh ACM, AIS, IEEE-CS
4
Pendahuluan
Processor
Control
Datapath
Devices
Memory
Input
Output
5
Processor-Memory Performance Gap
µProc
55%/year
(2X/1.5yr)
1000
100
“Moore’s Law”
• Kapasitas chip meningkat
2x 1tiap 18-24 bln
• Cost per bit turun secara
exponensial
• Kecepatan dan Kehandalan
meningkat
Processor-Memory
Performance Gap
(grows 50%/year)
(g
y )
10
04
DRAM
7%/year
(2X/10yrs)
20
01
20
98
19
95
19
92
19
89
19
86
19
83
19
80
1
19
Pe
erforma
ance
10000
Year
6
Tujuan Hirarki Memori
¾ Fakta :
“Large memories are slow and fast memories
are small”
small
¾ Bagaimana membuat memori yang dapat
menggambarkan bahwa Memori memiliki
Kapasitas yang besar, murah dan cepat ?
Berhirarki
Parallelism
7
Hirarki Memori
z
Masing-masing memori pada level hirarki memiliki teknologi yang beda
z
Kecepatan ukuran dan bahkan cost nya
Kecepatan,
Æ Locality principle
On-Chip Components
Control
Speed (%cycles): ½’s
Size (bytes):
100’ss
100
Cost:
highest
Data
Innstr
Cache Cache
IT
TLB DTLB
RegFile
Datapath
eDRAM
Second
Level
Cache
(SRAM)
1’s
K’ss
K
10’s
10K’ss
10K
Main
M
i
Memory
(DRAM)
100’s
M’s
Ms
Secondary
Memory
(Disk)
1,000’s
G’s
G s to T’s
Ts
lowest
8
4-8 bytes (word)
Hirarki
Memori
8-32 bytes (block)
1 to 4 blocks
1,024+ bytes (disk sector = page)
Computer Architecture and Organization: An Integrated Approach
Miles J. Murdocca and Vincent P. Heuring, John Wiley & Sons, (2007)
9
Hirarki Memori
Æ Biaya per bit
makin
ki murah
h
Registers
L1 Cache
L2 Cache
Main memory (RAM)
Disk cache
(pure S/W))
(p
Disk (Harddisk)
Optical (CD,
CD DVD)
Magnetic tape
Æ Kapasitas makin
besar
Æ Waktu akses
makin lama
ÆFrekuensi
diakses
d
akses oleh
prosesor makin
jarang
10
Karakteristik Memori
(1)
Memory diklasifikasikan berdasarkan:
(1) Lokasi
(2) Kapasitas
(3) Satuan transfer
(4) Cara
C
akses
k e
(5) Performansi
(6) Jenis fisik
(7) Karakteristik fisik
((8)) Organisasi
g
memori
11
Karakteristik Memori
(2)
(1) Lokasi:
Internal : dapat diakses oleh prosesor tanpa melalui I/O
Register
Cache memory
Main memory (RAM)
Externall : untukk mengaksesnya
k
harus
h
melalui
l l i I/O
/O
Harddisk, Diskette, Magnetic Tape
Flashdisk
CDROM,
CDROM dll
?
(2) Kapasitas:
p
menampung
p g data dalam
Adalah kemampuan
satuan tertentu (byte atau word)
Satu byte = 8 bit
Satu word = 8, 16, atau 32 bit (tergantung pada pembuat
prosesor, Intel: word = 16 bit, IBM 370 = 32 bit),
MIPS ???
12
Karakteristik Memori
(3)
(3) Satuan transfer:
Memori internal:
Adalah banyaknya bit yang dapat dibaca/ditulis dari/ke
memori dalam setiap detik
Adalah setara dengan banyaknya jalur data yang terhubung ke
memori (lebar bus)
Biasanya sebanyak satu word, tetapi dapat lebih banyak lagi
(misal: 32, 64, atau 128 bit)
Memori eksternal
Digunakan satuan block yang ukurannya lebih dari satu word
Satuan alamat: (minimum addressable unit)
Adalah ukuran memori terkecil yang dapat diberi alamat
tersendiri
Besarnya tergantung pembuat prosesor (Intel: 1 byte atau 8 bit),
MIPS ???
Cluster di harddisk
13
Karakteristik Memori
(4)
(4) Cara akses:
Sequential access
Akses ke memori dilakukan secara berurutan (searching,
searching
passing, rejecting)
Digunakan mekanisme shared read/write
Waktu akses sangat
g variabel,, bergantung
g
g pada
p
lokasi data yang
y g
akan dituju dan data sebelumnya
Contoh: Magnetic tape
Direct access
Akses ke memori langsung menuju ke lokasi terdekat, diteruskan
dengan sedikit pencarian dan perhitungan
Setiap blok/record mempunyai alamat unik berdasarkan lokasi
fisik
Digunakan mekanisme shared read/write
Waktu aksesnya variabel (berbeda-beda) dan bergantung pada
lokasi data yang akan dituju dan lokasi data sebelumnya
Contoh: harddisk
14
Karakteristik Memori
(5)
Random access
Akses ke memori dilakukan secara random langsung
kke alamat
l
t yang dituju
dit j
Setiap alamat memori mempunyai alamat unik
Waktu aksesnya konstan dan tidak bergantung pada
urutan akses sebelumnya
Contoh: main memory, beberapa sistem cache
Associative
A
i ti
Pencarian data di memori dilakukan dengan
membandingkan seluruh word secara bersamaan,
tidak berdasarkan alamat
Waktu akses konstan dan tidak bergantung pada
lokasi dan urutan akses sebelumnya
Contoh: cache memory
15
Karakteristik Memori
(6)
(5) Performansi Æ Latency : Time to access one word
Waktu akses (access time)
Waktu antara perintah akses (baca atau tulis) sampai didapatkannya data
di MBR atau data dari MBR telah disalin ke lokasi memori tertentu
(time between the request and when the data is available or written)
Waktu siklus memori (cycle time)
Waktu dimulainya suatu operasi memori sampai memori siap
melaksanakan
l k
k operasii berikutnya
b ik t
(lebih
(l bih penting)
ti )
(time between requests)
Waktu akses + waktu untuk perubahan signal jalur data sebelum akses
kedua
cycle time > access time
Memory access time
Load addr to
MAR
Decode
Copy data to
MBR
Restore
Memory cycle time
16
Karakteristik Memori
(7)
Transfer rate
Adalah waktu rata-rata p
perpindahan
p
data
RAM: 1/waktu siklus
Non-RAM:
TN = TA + N/R
TN = Waktu rata-rata untuk baca/tulis sejumlah N
bit
TA = Rata-rata
R t
t waktu
kt akses
k
N = jumlah bit
R = transfer rate (bit per second)
17
Karakteristik Memori
(8)
(6) Jenis fisik:
Semikonduktor : RAM, flashdisk
Magnetik : harddisk, magnetic tape
Optik : CD, DVD
(7) Karakteristik fisik:
Volatile : nilainya hilang bila tegangan listrik tidak ada Æ Semua
internal memory ???
Non volatile: nilainya TIDAK hilang (tetap ada) meskipun TIDAK ada
Non-volatile
tegangan listrik
Erasable : nilainya dapat dihapus (semikonduktor, magnetik)
Non erasable : nilainya tidak dapat dihapus (ROM)
Non-erasable
(8) Organisasi memori:
Penyusunan bit untuk membentuk word
18
19
Tugas Anda
¾ Yang dimaksud SRAM dan DRAM ?
¾ Apa yang dimaksud dengan SIMM,
SIMM DIMM dan
RIMM ?
¾ Macam-macam
M
RAM ?
EDO,
SDRAM,
DDR SDRAM,
DDR2 SDRAM,
RDRAM
20
SRAM
¾ SRAM dan DRAM adalah tipe chip memori.
j
lebih cepat
p dan tidak
¾ Static RAM ((SRAM)) jauh
memerlukan refresh daripada DRAM dan mampu
mengimbangi kecepatan Processor
¾ Menggunakan desain cluster yang memiliki 6
transistor untuk setiap bit penyimpanannya.
¾ Menggunakan transistor tanpa kapasitor
¾ Kerapatan jauh lebih rendah daripada DRAM dan
secara fisik lebih besar dan menyimpan
y p lebih sedikit
bit, juga lebih mahal daripada DRAM
21
DRAM
¾ Dynamic RAM, tipe chip memory yang digunakan pada kebanyakan
memori utama.
¾ Keunggulannya adalah sangat padat sehingga dapat dimasukkan banyak
bit ke dalam chipnya
chipn a yang
ang sangat kecil.
kecil
¾ Sel-sel nya terdiri dari kapasitor tipis yang memiliki charge untuk
mengindikasikan bit.
¾ DRAM harus terus di refresh. Karena jika tidak direfresh menyebabkan
beban listrik pada kapasitor akan habis dan data akan hilang.
¾ Refresh dilakukan ketika controller memory siap berhenti untuk
mengakses semua baris data pada chip. Kecepatan refresh standar nya
adalah 15 microsecond.
microsecond
¾ Menggunakan 1 transistor & sepasang kapasitor per bit yang menjadikan
sangat padat.
¾ Jika densitas mencapai 512MB ini berarti chip DRAM memiliki 512 juta
transistor.
¾ Transistor untk setiap bit cell DRAM membaca keadaan beban dari
kapasitor yang berdekatan. Jika kapasitor di charge maka cell dibaca
untuk diisi 1 jika tidak di charge mengindikasikan 0. Lebih lambat dari
arsitektur memori lainnya.
22
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ SIMM , DIMM dan RIMM adalah Tipe-tipe Modul chip
memory. Dimana masing-masing tipe memiliki jumlah pin,
g berbeda
memoryy row width yyang
¾ SIMM = Single Inline Memory Module, DIMM = Dual Inline
Memory Module, RIMM = Rambus Inline Memory Module.
¾ SIMM ada 2
2-tipe
tipe yaitu 30
30-pin
pin (8
(8-bit
bit plus 1 bit paritas) dan
72-pin (32 bit plus 4 bit paritas).
¾ DIMM ada 2 versi, dengan chip SDRAM atau DDR SDRAM
yyang
g dibedakan dengan
g karakteristik fisik.
¾ DIMM SDRAM memiliki 168-pin, sedangkan DDR DIMM
memiliki 184-pin.
¾ Perbedaan utama dengan SIMM, DIMM memiliki pin
pin-pin
pin
sinyal yang berbeda di setiap sisi modul. DIMM memiliki lebih
banyak pin daripada SIMM. Memiliki lebar data path 64-bit
(non-paritas) atau 72-bit dengan paritas atau ECC (error
correcting
i code).
d )
23
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ SIMM ada 2-tipe,30-pin (8-bit plus 1 bit paritas) dan
72-pin
p (32
( bit plus
p
4 bit paritas).
p
)
¾ DIMM ada 2 versi, chip SDRAM atau DDR
p , DDR DIMM memiliki 184¾ SDRAM Memiliki 168-pin,
pin.
g SIMM,, pin-pin
p p sinyal
y yang
y g
¾ Perbedaan utama dengan
berbeda di setiap sisi modul.
¾ DIMM memiliki lebih banyak pin daripada SIMM.
¾ Memiliki lebar data path 64-bit (non-paritas) atau
72-bit dengan paritas atau ECC (error correcting
code).
24
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ RIMM memiliki pin-pin di 2 sisi modul nya
¾ Jumlah pin-nya : 184-pin (16/18-bit),
(16/18-bit) 232-pin
(32/36-bit), 326-pin (64/72-bit).
¾ RIMM dengan
d
16-bit
16 bit digunakan
di
k untuk
t k aplikasi
lik i
non-ECC
¾ Masing-masing memiliki kecepatan yang
berbeda. Baik DRAM SIMM, DIMM, dan RIMM
¾ DIMM & RIMM memiliki ROM Onboard
25
30-pin dan 72-pin SIMM
26
27
168-pin dan 184-pin DIMM
28
RIMM
29
Organisasi Memori
Tim Lab.
Lab SKJK
Sel Memori
(1)
¾ Setiap memori tersusun dari rangkaian sel-sel
memori:
31
Sel Memori
(2)
¾ Sifat-sifat sel memori:
Dapat
p memberikan 2 kondisi (1
( atau 0))
Dapat ditulisi (minimal satu kali) dengan cara mengubah
kondisi sel memori
Dapat dibaca
dib
¾ Tiap sel terdiri dari 3 terminal:
Select:
S l t untuk
t k memilih
ilih sell memorii yang akan
k
dibaca/ditulisi
Control: untuk menentukan jenis operasi write/read
Data:
Write: untuk mengubah kondisi sel dari 1 ke 0 atau sebaliknya
Read: untuk membaca kondisi sel memori
32
Sel Memori
(3)
¾ Apa syarat device dapat digunakan untuk menyimpan
data biner ?
Hanya dapat menyimpan 2 macam nilai/kondisi (true-false
true false
atau 1-0) yang stabil
Mempunyai pembatas yang lebar yang dapat memisahkan
kedua nilai/kondisi secara tegas
Mampu menangani perubahan nilai/kondisi dalam waktu
yang tidak terbatas
Nilai/kondisinya tidak rusak pada saat dibaca
Apakah saklar/switch memenuhi syarat ???
¾ Implementasinya dengan apa ?
Magnetic core
Semikonduktor:
Gabungan
G b
antara
t
ttransistor
i t d
dan kkapasitor
it
Gabungan beberapa transistor
33
Sel Memori
(4)
Magnetic core
Ferric oxide coating
+ Bahan yang mudah bersifat magnet
Selection wire:
+ Untuk menentukan nilai medan magnet
+ Jika arah arus berbeda Æ medan
magnet berbeda
Sense wire:
+ Untuk membaca nilai bit yang disimpan
Cara kerja:
+ Simpan data (write):
o Aliri select wire dengan arah arus
g nilai bit data yang
y g
sesuai dengan
diinginkan
34
Sel Memori
(5)
Cara kerja: (cont’d)
+ Baca data (read):
o Selection wire dialiri arus yang menghasilkan bit bernilai 0
o Jika bit yang sedang disimpan:
= 0 Æ Tidak
Tid k ada
d tegangan
t
induksi
i d k i pada
d sense wire
i
Æ Bit bernilai 0
= 1 Æ Medan magnet berubah
Æ Data yang disimpan berubah dari 1 menjadi 0
Æ Sense wire terinduksi berarti data yang sedang
disimpan bernilai 1
Æ Kembalikan nilai bit ke nilai semula (1) dengan cara
aliri select wire dengan arus yang menghasilkan bit
b il i 1
bernilai
35
Sel Memori
(6)
Gabungan antara transistor dan kapasitor
(memori dinamis)
Capasitor
+Untuk menyimpan nilai data
Address line:
+Untuk mengaktifkan sel
memori (transistor)
Bit line:
+Untuk
Untuk membaca/menulis
data dari/ke sel memori
36
Sel Memori
(7)
Gabungan antara transistor dan kapasitor
(memori dinamis) (cont
(cont’d)
d)
Cara kerja
2
3
4
1
+Simpan data (write):
1. Signal yang akan ditulis
dihubungkan ke bit line (high
voltage = 1,
1 low voltage = 0)
2. Signal diberikan ke address line Æ
transistor on
3. Untuk simpan bit 1 Æ arus
mengalir masuk ke kapasitor
Ækapasitor diisi muatan
4. Untuk simpan bit 0 Æ arus
mengalir dari ke kapasitor Æ
muatan kapasitor dikosongkan
37
Sel Memori
(8)
Cara kerja:
(cont’d)
+Baca
B
d
data
t (read
d):
)
1. Address line diberi signal Æ
1
4
transistor on
2. Muatan kapasitor dialirkan ke bit
line/sense amplifier
3. Sense amplifier
p
membandingkan
g
3
2
muatan kapasitor dengan tegangan
reference untuk menentukan
apakah data bernilai 1 atau 0
4. Muatan kapasitor berkurang Æ
perlu di-refresh Æ disebut
memori dinamis
38
Sel Memori
(9)
Gabungan antara beberapa transistor (memori statis)
Status T1 selalu berlawanan
dengan T3,
T3 tetapi selalu sama
dengan T4
Status T2 selalu berlawanan
dengan T4,
T4 tetapi selalu sama
dengan T3
Nilai bit line B berlawanan
dengan nilai bit line B
Signal high:
T1=off, T3=on Æ titik C1=high
Æ bit line B = HIGH
T2=on, T4=off Æ titik C2 = LOW
Signal low:
T1=on,, T3=off Æ titik C1=low
Æ bit line B = LOW
T2=off, T4=on Æ titik C2 = HIGH
39
Sel Memori
(10)
¾Magnetic core vs Semikonduktor
M
Magnetic
ti core
S ik d kt
Semikonduktor
(-) Lambat (switching: 0.5-3 µS) (+) Cepat (switching: 10-200 nS)
( ) Untuk
(-)
Unt k luasan
l
n yang
ng sama
m jml (+) Untuk
Unt k luasan
l
n yang
ng sama
m jml
memori lebih sedikit
memori jauh lebih banyak
(+) Non
Non-volatile
volatile
((-)) Volatile
40
Organisasi Memori
(1) - rev
¾ Bagaimana sel-sel memori disusun ?
m, lebar memori
...
m-1
1
Sel
memori
000
001
002
...
003
...
2n, ukura
an memori
0
2n-1
Alamat
memori
Satu plane
41
Organisasi Memori
(2) - rev
¾ Memori dapat digambarkan seperti sebuah matriks
berukuran m kali n, dimana:
m = lebar
l b memorii = jumlah
j l h bit
bi dalam
d l
satu alamat
l
= minimum addressable unit
n = ukuran memori = jumlah alamat
¾ Setiap bit pada setiap alamat yang mempunyai posisi yang
sama disusun ke dalam sebuah memory plane
¾ Memory plane merupakan array 2 dimensi Æ dibutuhkan 2
buah select line (x dan y)
¾ Setiap satu memory plane terdiri dari sebuah sensor line
Æ pada waktu diakses, dalam setiap memory plane hanya
satu bit saja yang dibaca
42
Organisasi Memori
(3) - rev
¾ Contoh soal:
Sebuah memori terdiri dari 32 alamat dan setiap
p
alamat terdiri dari 16 bit.
Berapakah jumlah jalur untuk setiap select line ?
Berapakah
B
k h jjumlah
l h memory plane
l
yang diperlukan
di l k ?
Berapakah kapasitas memori ?
Jawab:
Jumlah jalur setiap select line = 32, 2 dan 16,
4 dan 8,, atau 8 dan 4,, atau 16 dan 2
Jumlah memory plane = jumlah bit setiap alamat = 16
memory plane
K
Kapasitas
it memorii = 32 x 16 bit = 512 bit = 64 byte
b t
43
Organisasi Memori
(4) - rev
¾ Memory bank
Merupakan memori yang tersusun dari sejumlah memory plane
Sebuah memory bank tersusun dari beberapa chip
Pada gambar di bawah ini, berapakah:
Jumlah bit setiap alamat ?
Jumlah alamat total jika setiap select line = 8 ?
44
Organisasi Memori
(5) - rev
¾ Contoh soal:
Sebuah RAM berkapasitas 128 MB dipasang pada sebuah
komputer dengan prosesor Intel dan menggunakan format
instruksi yang terdiri dari 32 bit. Setiap satu memory plane
dikemas ke dalam sebuah chip.
Berapakah
e apa a ju
jumlah
a cchip
p da
dalam
a RAM te
tersebut
sebut ?
Berapakah jumlah alamat yang tersedia ?
Berapakah jumlah jalur untuk select line ?
Jawab:
- Jumlah bit dalam setiap alamat untuk komputer dengan
prosesor Intel adalah 8 bit Æ diperlukan 8 buah memory
plane Æ terdapat
p
p 8 chip
p
- Jumlah alamat yang tersedia = kapasitas setiap memory
plane/chip yaitu (128 x 8/8) M = 128 M alamat
- Kapasitas setiap memory plane/chip = 128/8 = 16 MB = 128
Mb = 27 x 220 bit Æ jumlah jalur select line = 227 , 2 dan 226
, 4 dan 225 jalur dst.
45
Pengaksesan Memori
(1)
¾ Bagaimana memori diakses ?
46
Pengaksesan Memori
(2)
¾ MAR (Memory Address Register):
Memuat alamat dari lokasi memori yang akan diakses (baca/tulis)
Jumlah bit MAR menentukan jumlah maksimum dari memori fisik
yang dapat dipasang dalam suatu komputer
Jika MAR terdiri dari n bit Æ alamat memori yang valid adalah 0
hingga 2n - 1
¾ MBR (Memory Buffer Register):
Memuat isi informasi yang akan dituliskan ke memori atau baru
saja dibaca dari memori pada alamat yang ditunjukkan oleh isi
MAR
MBR dapat berukuran m bit, 2m bit, 4m bit, dst dimana m =
jumlah bit minimal dalam satu alamat (minimum addressable unit )
¾ Memory Decoder:
Untuk menerjemahkan alamat yang disimpan dalam MAR
menjadi pasangan x dan y
47
Pengaksesan Memori
(3)
¾ Urutan baca dari memori:
Taruh alamat memori yang akan dibaca (dalam unsigned
binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1)
Kirim READ signal melalui READ control line
Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR
tidak berubah)
Taruh isi alamat yang ditunjuk ke dalam MBR
¾ Urutan tulis ke memori:
Taruh alamat memori yang akan ditulisi (dalam unsigned
binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1)
Taruh data yyang
g akan ditulis ke MBR
Kirim signal WRITE melalui WRITE control line
Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR
tidak berubah)
Copy-kan isi MBR ke memori (isi MBR tidak berubah)
48
Pen-decode-an Memori
(1)
Bagaimana cara men-decode alamat memori ?
¾ Contoh:
Sebuah
S b h memorii mempunyaii 128 alamat
l
t (maksimum)
( k i
) yang setiap
ti
alamat terdiri dari 8 bit. Memori tersebut tersusun dari 8 memory
bank , maka:
Daya
D
t
tampung
setiap
ti memory bank
b k = 128/8 = 16 alamat
l
t
16 alamat = 24 alamat Æ diperlukan 4 jalur untuk setiap select line
128 alamat = 27 alamat Æ jumlah bit MAR = 7 bit
Memory
M
bank
b k
Al
Alamat
t
D l
Dalam
bi
biner
ke-0
0 – 15
0000000 – 0001111
0010000 – 0011111
ke-1
16 – 31
...
...
...
ke-7
112 – 127 1110000 – 1111111
+ Bit ke-4, 5, 6 nilainya tetap untuk setiap memory bank dan
b b d untuk
berbeda
t k memory bank
b k yang berbeda
b b d Æ Bit kke-4,
4 5
5, 6
(warna merah) menunjukkan nomor bank (bank selector)
49
Pen-decode-an Memori
Bit 7 (plane ke-7)
Bit 0 (plane ke-0)
(0,7) (1,7)
(0,0) (1,0)
(4,7)
Location 0 – 15
(memory bank ke-0)
...
(8,7)
(12,7)
(15,7)
(15,0)
(16,7) (17,7)
(2)
¾ Distribusi lokasi
memori
b
k 128
sebanyak
alamat
(16,0) (17,0)
Location 16 – 31
(memory bank ke-1)
...
(31,0)
...
(31,7)
(112,7) (113,7)
Memory bank ke-2, 3, 4, 5, 6
(112,0) (113,0)
...
(127,7)
* (a,b) = memory location a, bit position b
Location 112 – 127
(memory bank ke-7)
(127,0)
50
Pen-decode-an Memori
(3)
Bagaimana cara menentukan nilai x dan y ?
Alamat ke-0, 1, 2, dan 3 terletak pada baris pertama pada plane
ke-0 dan pada bank ke-0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
0
000 00 00
1
000 00 01
2
000 00 10
3
000 00 11
Alamat ke-4, 5, 6, dan 7 terletak pada baris kedua pada plane
ke-0
ke
0 dan pada bank ke
ke-0
0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
4
000 01 00
5
000 01 01
6
000 01 10
7
000 01 11
Dari 2 contoh di atas Æ bit ke-2 dan 3 (warna biru) menunjukkan
nomor baris
b i dalam
d l
sebuah
b h plane
l
= nilai
il i dari
d i x select
l t line
li
51
Pen-decode-an Memori
(4)
Alamat yang terletak pada kolom pertama pada plane ke-0 dan
pada bank ke-0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
0
000 00 00
4
000 01 00
8
000 10
0 00
12
000 11 00
Alamat yang terletak pada kolom kedua pada plane ke-0 dan
pada bank ke-0 adalah sbb:
p
Alamat
Dalam biner
1
000 00 01
5
000 01 01
9
000 10 01
13
000 11 01
Dari 2 contoh di atas Æ bit ke
ke-0
0 dan 1 (warna biru) menunjukkan
nomor kolom dalam sebuah plane = nilai dari y select line
52
Pen-decode-an Memori
(5)
Arti/fungsi setiap bit pada MAR adalah sbb:
6
5
4
3
2
1
0
53
ROM dan RAM
Tim Lab. SKJK
“Read” Only Memory (ROM)
¾ROM (Read Only Memory)
Æ PROM (Programmable ROM)
Æ EPROM (Erasable PROM)
Æ EEPROM (Electrically EPROM)
Æ Flash Memory
55
Read Only Memory (ROM)
¾ Data bersifat permanen (non-volatile)
g
logika
g
¾ Nilai data dihasilkan dari kombinasi rangkaian
di dalamnya
¾ Penulisan data dilakukan pada saat pembuatan chip
¾ Data tidak dapat dihapus
¾ Aplikasi:
Lib
Library subroutine
b ti untuk
t k fungsi-fungsi
f
if
i yang sering
i
digunakan
Program sistem
Tabel fungsi, dll
BIOS
(Basic Input Output Systems)
56
Programmable ROM (PROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Digunakan bila jumlahnya tidak terlalu besar (bukan mass
product)
d t) dan
d memuatt data
d t khusus
kh
¾ Non-volatile
¾ Hanya dapat ditulisi satu kali
¾ Penulisan data dilakukan secara elektrik dengan PROM
programmer
¾ Sel memori “dibakar”
dibakar (burning-in)
(burning in) dengan arus listrik yang cukup besar
besar,
lokasi bit akan terbakar dan menunjukkan sebuah nilai (0 atau 1)
¾ Data tidak dapat dihapus
¾ Lebih fleksibel daripada ROM
57
Erasable PROM (EPROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Non-volatile
Non volatile
¾ Proses baca dan tulis secara elektrik
¾ Data dapat dihapus dan ditulisi berulang
berulang-ulang
ulang
dengan radiasi ultraviolet
¾ Sinar tersebut melewati celah di kumpulan chip
¾ Data dihapus dalam satuan chip (semua data dihapus)
¾ Lebih mahal daripada PROM
58
Electrically EPROM (EEPROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Non-volatile
Non volatile
¾ Data dapat ditulis dan dihapus kapan saja secara
elektrik, data tidak perlu dihapus terlebih dahulu
¾ Data dihapus dalam satuan byte
¾ Lebih mahal daripada EPROM
¾ Kurang rapat dibanding EPROM
59
Flash Memory
¾ Non-volatile
¾ Biaya dan fungsionalitas berada diantara EPROM dan
EEPROM
¾ Data dihapus
p dalam satuan blok memori
¾ Lebih rapat dibanding EEPROM
¾ Contoh aplikasi:
¾ BIOS Æ isinya
i i
llebih
bih mudah
d h di
diubah,
b h termasuk
k oleh
l h
virus
60
Hirarki Memori
Æ Biaya per bit
makin
ki murah
h
Registers
L1 Cache
Æ Kapasitas makin
besar
L2 Cache
Main memory
Disk cache
(RAM)
(
(pure
S/W)
/W)
Disk (Harddisk)
O ti l (CD, DVD)
Optical
Magnetic tape
Æ Waktu akses
makin lama
ÆFrekuensi
diakses
d
akses oleh
prosesor makin
jarang
61
RAM (Random Access Memory)
(1)
¾ Dynamic RAM (DRAM)
Sel DRAM:
Data berupa muatan
listrik yang disimpan
di kapasitor
Mengapa disebut
dynamic RAM ?
Muatan listrik yang
disimpan di kapasitor
cenderung mengalami
kebocoran sehingga
kebocoran,
harus selalu di-refresh
DRAM digunakan
untuk main memory
62
RAM (Random Access Memory)
(2)
¾ Static RAM (SRAM)
Sel SRAM:
Disusun dari beberapa
transistor (flip-flop)
Mengapa disebut static
RAM ?
Selama masih ada
listrik, maka data yang
disimpan tidak hilang,
hilang
sehingga tidak perlu di-
refresh
SRAM digunakan untuk
cache memory
63
DRAM vs SRAM
DRAM
(+) sederhana
(+) dimensi lebih kecil
(+) murah
(+) kapasitas besar
(-) perlu rangkaian refresh
((-)) biaya
y rangkaian
g
refresh
memori berukuran besar
lebih mahal daripada biaya
memorii itu
i sendiri
di i
(-) lebih lambat
¾ Apa kesamaannya ???
SRAM
(-) lebih kompleks
(-) dimensi lebih besar
(-) lebih mahal
(-)
( ) kapasitas kecil
(+) tidak perlu di-refresh
((+)) tidak perlu
p
rangkaian
g
refresh
(-) lebih cepat
Sama-sama volatile
64
Jenis Memori Semikonduktor
65
Chip Logic DRAM 16 Mbit (4Mx4)
(1)
66
Chip Logic DRAM 16 Mbit (4Mx4)
(2)
¾ Dalam satu saat dapat dibaca/ditulis data 4 bit (1 bit
tiap memori plane)
¾ Terdiri dari 4 buah array berukuran 2048 x 2048
¾ Alamat tiap
p sel ditentukan oleh alamat baris dan kolom
¾ Pin alamat baris paralel dengan alamat kolom
Æ hemat jumlah pin
Æ digunakan RAS dan CAS
¾ Terdapat 4 pin untuk data in (write) dan out (read)
secara paralel
l l Æ digunakan
di
k WE d
dan OE
¾ Refresh dilakukan dengan membaca data dan
menuliskannya kembali
67
Contoh Chip Packaging
(1)
¾ EPROM 8 Mbit:
(pin)) = A0 Alamat = 20 bit (p
A19 = 1 M alamat
1 alamat = 8 bit Æ kapasitas =
8 x 1 Mbit = 8 Mbit
Chip Enable (CE) untuk
memilih chip yang aktif bila
di
digunakan
k lebih
l bih dari
d i satu
t chip
hi
D0-D7 = data keluar (8 jalur)
Vss = ground
Vcc = tegangan positif
68
Contoh Chip Packaging
(2)
¾ DRAM 16 Mbit:
Alamat = 11 pin = A0-A10
Digunakan
Di
k oleh
l h baris
b i dan
d kolom
k l
secara
bergantian Æ setara dengan 2x11
pin = 22 pin = 222 alamat = 4 M
alamat
1 alamat = 4 bit Æ kapasitas = 4 M x
4 bit = 16 bit
CAS untuk mengaktifkan kolom
RAS untuk mengaktifkan kolom
D0-D3 = data keluar (4 jalur)
OE = Output Enable (memungkinkan
d t dibaca)
data
dib )
WE = Write Enable =
memungkinkan data disimpan ke
memori
69
Organisasi Modul
(1)
¾ Organisasi memori
256 Kbyte
Terdiri dari 8
memori plane
berukuran
512 x 512 bit
Alamat terdiri dari
18 bit (9 baris,
b i 9
kolom)
Data
ata te
terdiri
d da
dari 8
bit (1 byte)
70
Organisasi Modul
(2)
71
Organisasi Modul
(3)
¾ Organisasi memori 1 Mbyte
Terdiri dari 4 buah bank memori masing
masing-masing
masing
berukuran 256 KByte (4 kolom A, B, C, D)
Alamat terdiri dari 20 bit (2 bit MSB digunakan
untuk memilih group chip A,
A B,
B C,
C atau D)
72
Advanced DRAM
(1)
¾ Synchronous DRAM (SDRAM)
Pertukaran data didasarkan pada signal clock
eksternal tanpa
t
wait state
Kecepatan sesuai dengan kecepatan prosesor
atau bus memori
Selama proses pencarian data, CPU dapat
melakukan tugas
g lain (tidak p
perlu menunggu
gg ,
karena CPU tahu kapan data sudah tersedia)
73
Advanced DRAM
Contoh: SDRAM read timing
Burst length = 4 = T3-T6, CAS latency = 2 = T1-T2
Burst length = banyaknya clock untuk mengirimkan data (1, 2, 4, 8, full
page)
Latency = banyaknya clock yang diperlukan untuk persiapan sebelum
¾
(2)
data dikirimkan
Double Data Rate – SDRAM ((DDR-SDRAM))
Sama seperti SDRAM, tetapi dapat mengirimkan data 2x dalam satu clock
74
Advanced DRAM
(3)
Contoh
IBM
64Mb
SDRAM
75
Advanced DRAM
(4)
¾ Rambus DRAM (RDRAM)
Diadopsi oleh Intel untuk Pentium dan Itanium
Pesaing model SDRAM
Bus alamat support s.d. 320 chip RDRAM
Transfer data s.d. 1,6
, GBps
p ((2 x 800 MBps)
p )
Impedance, clock, dan signal didefinisikan secara tepat
Jalur data sebanyak 18 bit (16 data, 2 parity)
Jalur RC (8 bit) digunakan untuk alamat dan signal control
Memory request tidak menggunakan RAS, CAS, R/W atau
CE, tetapi melalui high speed bus yang memuat informasi:
alamat yang diinginkan
jenis operasi
jumlah byte dalam operasi
Pengiriman data secara synchronous
76
Advanced DRAM
(5)
¾ Struktur RDRAM
77
Advanced DRAM
(6)
¾ Cache DRAM (CDRAM)
Penggabungan sejumlah kecil SRAM (16 kbit) ke
d l
dalam
chip
hi DRAM
Tujuan:
Sebagai cache seperti cache pada prosesor yang terdiri
dari 64 line
Sebagai buffer akses blok data serial, misal untuk
refresh screen
78
Tim Lab. SKJK
Pertanyaan
¾ Tahukah anda Tipe-tipe Prosesor dari awal
sampai sekarang ?
¾ Tahukah anda Kategori Sistem Hardware dari
masing-masing tipe ?
Prosesor
Lebar Data
Kategori
Lebar Register
8088
8-bit
8-bit
16-bit
8086
16-bit
286
16-bit
386/SX
16 bi
16-bit
386/DX
32-bit
486/AMD-5x86
32-bit
Pentium/AMD-K6
64-bit
32-bit
Pentium Pro/Celeron/II/III
64-bit
32-bit
AMD Duron/Athlon/Athlon XP
64-bit
32-bit
Pentium 4
64-bit
Itanium
64-bit
64-bit
AMD Athlon 64
64-bit
64-bit
Pentium 4 w/ EM64T
64-bit
64-bit
16-bit
16-bit
16-bit
32 b
32-bit
32-bit
64-bit
32-bit
32-bit
32-bit
2
Troubleshooting CPU ?
Problem Identification
System is dead, no cursor, no beeps, no fan.
Power cord failure.
Resolution
Plug in or replace power cord. Power cords can fail even though
they look fine.
fine
Power supply failure.
Replace the power supply. Use a known-good spare for testing.
Motherboard failure.
Replace motherboard. Use a known-good spare for testing.
Memory failure.
Remove all memory except 1 bank and retest. If the system still
won't boot replace bank 1.
System is dead, no beeps, or locks up before POST begins.
All components either incorrectly installed.
Check all peripherals, especially memory and graphics adapter.
Reseat all boards and socketed components.
System beeps on startup, fan is running, no cursor on screen.
Improperly seated or failing graphics adapter.
Reseat or replace graphics adapter. Use known-good spare for
testing.
System powers up, fan is running, no beep or cursor.
Processor not properly installed.
Reseat or remove/reinstall processor and heatsink.
Locks up during or shortly after POST.
Poor heat dissipation.
Check CPU heatsink/fan; replace if necessary, use one with higher
capacity.
Improper voltage settings.
Set motherboard for proper core processor voltage.
Wrong motherboard bus speed.
Wrong CPU clock multiplier.
Set motherboard for proper speed.
Jumper motherboard for proper clock multiplier.
Improper CPU identification during POST.
Old BIOS.
Board not configured properly.
Update BIOS from manufacturer.
Check manual and jumper board accordingly to proper bus and
multiplier settings.
System won't start after new processor is installed.
Processor not properly installed.
Reseat or remove/reinstall processor and heatsink.
BIOS doesn't support new processor.
Update BIOS from system or motherboard manunew facturer.
Motherboard can't use new processor.
Poor heat dissipation.
Verify motherboard support.
Check CPU fan; replace if necessary; it might need a highercapacity heatsink or heatsink/fan on the North Bridge chip.
Improper voltage settings. Wrong motherboard bus speed.
Jumper motherboard for proper core voltage. Jumper motherboard
for proper speed.
Wrong CPU clock multiplier.
multiplier
Jumper motherboard for proper clock multiplier
multiplier.
Applications will not install or run.
Improper drivers or incompatible hardware; update drivers and
check for compatibility issues.
Monitor turned off or failed.
Check monitor and power to monitor. Replace with known-good
spare for testing.
Operating system will not boot.
System appears to work, but no video is displayed.
Possible Cause
3
Pendahuluan
¾ Kapan materi COA ‘terasa’ bermanfaat ?
Sebagai dasar pengetahuan, Bila anda bekerja di suatu
perusahaan
h
dan
d anda
d diminta
di i t untuk
t k:
Memilih spesifikasi komputer yang akan digunakan dengan
spesifikasi sesuai kebutuhan dan harga kompetitif
M
Membuat
b
program yang akan
k di
ditanam di embedded
b dd d system
Melakukan debug terhadap program yang telah terinstall pada
embedded system (sensor mesin, sistem pengapian elektronik,
dll)
Mata kuliah wajib pada computing curricula 2005 yang
dikeluarkan oleh ACM, AIS, IEEE-CS
4
Pendahuluan
Processor
Control
Datapath
Devices
Memory
Input
Output
5
Processor-Memory Performance Gap
µProc
55%/year
(2X/1.5yr)
1000
100
“Moore’s Law”
• Kapasitas chip meningkat
2x 1tiap 18-24 bln
• Cost per bit turun secara
exponensial
• Kecepatan dan Kehandalan
meningkat
Processor-Memory
Performance Gap
(grows 50%/year)
(g
y )
10
04
DRAM
7%/year
(2X/10yrs)
20
01
20
98
19
95
19
92
19
89
19
86
19
83
19
80
1
19
Pe
erforma
ance
10000
Year
6
Tujuan Hirarki Memori
¾ Fakta :
“Large memories are slow and fast memories
are small”
small
¾ Bagaimana membuat memori yang dapat
menggambarkan bahwa Memori memiliki
Kapasitas yang besar, murah dan cepat ?
Berhirarki
Parallelism
7
Hirarki Memori
z
Masing-masing memori pada level hirarki memiliki teknologi yang beda
z
Kecepatan ukuran dan bahkan cost nya
Kecepatan,
Æ Locality principle
On-Chip Components
Control
Speed (%cycles): ½’s
Size (bytes):
100’ss
100
Cost:
highest
Data
Innstr
Cache Cache
IT
TLB DTLB
RegFile
Datapath
eDRAM
Second
Level
Cache
(SRAM)
1’s
K’ss
K
10’s
10K’ss
10K
Main
M
i
Memory
(DRAM)
100’s
M’s
Ms
Secondary
Memory
(Disk)
1,000’s
G’s
G s to T’s
Ts
lowest
8
4-8 bytes (word)
Hirarki
Memori
8-32 bytes (block)
1 to 4 blocks
1,024+ bytes (disk sector = page)
Computer Architecture and Organization: An Integrated Approach
Miles J. Murdocca and Vincent P. Heuring, John Wiley & Sons, (2007)
9
Hirarki Memori
Æ Biaya per bit
makin
ki murah
h
Registers
L1 Cache
L2 Cache
Main memory (RAM)
Disk cache
(pure S/W))
(p
Disk (Harddisk)
Optical (CD,
CD DVD)
Magnetic tape
Æ Kapasitas makin
besar
Æ Waktu akses
makin lama
ÆFrekuensi
diakses
d
akses oleh
prosesor makin
jarang
10
Karakteristik Memori
(1)
Memory diklasifikasikan berdasarkan:
(1) Lokasi
(2) Kapasitas
(3) Satuan transfer
(4) Cara
C
akses
k e
(5) Performansi
(6) Jenis fisik
(7) Karakteristik fisik
((8)) Organisasi
g
memori
11
Karakteristik Memori
(2)
(1) Lokasi:
Internal : dapat diakses oleh prosesor tanpa melalui I/O
Register
Cache memory
Main memory (RAM)
Externall : untukk mengaksesnya
k
harus
h
melalui
l l i I/O
/O
Harddisk, Diskette, Magnetic Tape
Flashdisk
CDROM,
CDROM dll
?
(2) Kapasitas:
p
menampung
p g data dalam
Adalah kemampuan
satuan tertentu (byte atau word)
Satu byte = 8 bit
Satu word = 8, 16, atau 32 bit (tergantung pada pembuat
prosesor, Intel: word = 16 bit, IBM 370 = 32 bit),
MIPS ???
12
Karakteristik Memori
(3)
(3) Satuan transfer:
Memori internal:
Adalah banyaknya bit yang dapat dibaca/ditulis dari/ke
memori dalam setiap detik
Adalah setara dengan banyaknya jalur data yang terhubung ke
memori (lebar bus)
Biasanya sebanyak satu word, tetapi dapat lebih banyak lagi
(misal: 32, 64, atau 128 bit)
Memori eksternal
Digunakan satuan block yang ukurannya lebih dari satu word
Satuan alamat: (minimum addressable unit)
Adalah ukuran memori terkecil yang dapat diberi alamat
tersendiri
Besarnya tergantung pembuat prosesor (Intel: 1 byte atau 8 bit),
MIPS ???
Cluster di harddisk
13
Karakteristik Memori
(4)
(4) Cara akses:
Sequential access
Akses ke memori dilakukan secara berurutan (searching,
searching
passing, rejecting)
Digunakan mekanisme shared read/write
Waktu akses sangat
g variabel,, bergantung
g
g pada
p
lokasi data yang
y g
akan dituju dan data sebelumnya
Contoh: Magnetic tape
Direct access
Akses ke memori langsung menuju ke lokasi terdekat, diteruskan
dengan sedikit pencarian dan perhitungan
Setiap blok/record mempunyai alamat unik berdasarkan lokasi
fisik
Digunakan mekanisme shared read/write
Waktu aksesnya variabel (berbeda-beda) dan bergantung pada
lokasi data yang akan dituju dan lokasi data sebelumnya
Contoh: harddisk
14
Karakteristik Memori
(5)
Random access
Akses ke memori dilakukan secara random langsung
kke alamat
l
t yang dituju
dit j
Setiap alamat memori mempunyai alamat unik
Waktu aksesnya konstan dan tidak bergantung pada
urutan akses sebelumnya
Contoh: main memory, beberapa sistem cache
Associative
A
i ti
Pencarian data di memori dilakukan dengan
membandingkan seluruh word secara bersamaan,
tidak berdasarkan alamat
Waktu akses konstan dan tidak bergantung pada
lokasi dan urutan akses sebelumnya
Contoh: cache memory
15
Karakteristik Memori
(6)
(5) Performansi Æ Latency : Time to access one word
Waktu akses (access time)
Waktu antara perintah akses (baca atau tulis) sampai didapatkannya data
di MBR atau data dari MBR telah disalin ke lokasi memori tertentu
(time between the request and when the data is available or written)
Waktu siklus memori (cycle time)
Waktu dimulainya suatu operasi memori sampai memori siap
melaksanakan
l k
k operasii berikutnya
b ik t
(lebih
(l bih penting)
ti )
(time between requests)
Waktu akses + waktu untuk perubahan signal jalur data sebelum akses
kedua
cycle time > access time
Memory access time
Load addr to
MAR
Decode
Copy data to
MBR
Restore
Memory cycle time
16
Karakteristik Memori
(7)
Transfer rate
Adalah waktu rata-rata p
perpindahan
p
data
RAM: 1/waktu siklus
Non-RAM:
TN = TA + N/R
TN = Waktu rata-rata untuk baca/tulis sejumlah N
bit
TA = Rata-rata
R t
t waktu
kt akses
k
N = jumlah bit
R = transfer rate (bit per second)
17
Karakteristik Memori
(8)
(6) Jenis fisik:
Semikonduktor : RAM, flashdisk
Magnetik : harddisk, magnetic tape
Optik : CD, DVD
(7) Karakteristik fisik:
Volatile : nilainya hilang bila tegangan listrik tidak ada Æ Semua
internal memory ???
Non volatile: nilainya TIDAK hilang (tetap ada) meskipun TIDAK ada
Non-volatile
tegangan listrik
Erasable : nilainya dapat dihapus (semikonduktor, magnetik)
Non erasable : nilainya tidak dapat dihapus (ROM)
Non-erasable
(8) Organisasi memori:
Penyusunan bit untuk membentuk word
18
19
Tugas Anda
¾ Yang dimaksud SRAM dan DRAM ?
¾ Apa yang dimaksud dengan SIMM,
SIMM DIMM dan
RIMM ?
¾ Macam-macam
M
RAM ?
EDO,
SDRAM,
DDR SDRAM,
DDR2 SDRAM,
RDRAM
20
SRAM
¾ SRAM dan DRAM adalah tipe chip memori.
j
lebih cepat
p dan tidak
¾ Static RAM ((SRAM)) jauh
memerlukan refresh daripada DRAM dan mampu
mengimbangi kecepatan Processor
¾ Menggunakan desain cluster yang memiliki 6
transistor untuk setiap bit penyimpanannya.
¾ Menggunakan transistor tanpa kapasitor
¾ Kerapatan jauh lebih rendah daripada DRAM dan
secara fisik lebih besar dan menyimpan
y p lebih sedikit
bit, juga lebih mahal daripada DRAM
21
DRAM
¾ Dynamic RAM, tipe chip memory yang digunakan pada kebanyakan
memori utama.
¾ Keunggulannya adalah sangat padat sehingga dapat dimasukkan banyak
bit ke dalam chipnya
chipn a yang
ang sangat kecil.
kecil
¾ Sel-sel nya terdiri dari kapasitor tipis yang memiliki charge untuk
mengindikasikan bit.
¾ DRAM harus terus di refresh. Karena jika tidak direfresh menyebabkan
beban listrik pada kapasitor akan habis dan data akan hilang.
¾ Refresh dilakukan ketika controller memory siap berhenti untuk
mengakses semua baris data pada chip. Kecepatan refresh standar nya
adalah 15 microsecond.
microsecond
¾ Menggunakan 1 transistor & sepasang kapasitor per bit yang menjadikan
sangat padat.
¾ Jika densitas mencapai 512MB ini berarti chip DRAM memiliki 512 juta
transistor.
¾ Transistor untk setiap bit cell DRAM membaca keadaan beban dari
kapasitor yang berdekatan. Jika kapasitor di charge maka cell dibaca
untuk diisi 1 jika tidak di charge mengindikasikan 0. Lebih lambat dari
arsitektur memori lainnya.
22
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ SIMM , DIMM dan RIMM adalah Tipe-tipe Modul chip
memory. Dimana masing-masing tipe memiliki jumlah pin,
g berbeda
memoryy row width yyang
¾ SIMM = Single Inline Memory Module, DIMM = Dual Inline
Memory Module, RIMM = Rambus Inline Memory Module.
¾ SIMM ada 2
2-tipe
tipe yaitu 30
30-pin
pin (8
(8-bit
bit plus 1 bit paritas) dan
72-pin (32 bit plus 4 bit paritas).
¾ DIMM ada 2 versi, dengan chip SDRAM atau DDR SDRAM
yyang
g dibedakan dengan
g karakteristik fisik.
¾ DIMM SDRAM memiliki 168-pin, sedangkan DDR DIMM
memiliki 184-pin.
¾ Perbedaan utama dengan SIMM, DIMM memiliki pin
pin-pin
pin
sinyal yang berbeda di setiap sisi modul. DIMM memiliki lebih
banyak pin daripada SIMM. Memiliki lebar data path 64-bit
(non-paritas) atau 72-bit dengan paritas atau ECC (error
correcting
i code).
d )
23
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ SIMM ada 2-tipe,30-pin (8-bit plus 1 bit paritas) dan
72-pin
p (32
( bit plus
p
4 bit paritas).
p
)
¾ DIMM ada 2 versi, chip SDRAM atau DDR
p , DDR DIMM memiliki 184¾ SDRAM Memiliki 168-pin,
pin.
g SIMM,, pin-pin
p p sinyal
y yang
y g
¾ Perbedaan utama dengan
berbeda di setiap sisi modul.
¾ DIMM memiliki lebih banyak pin daripada SIMM.
¾ Memiliki lebar data path 64-bit (non-paritas) atau
72-bit dengan paritas atau ECC (error correcting
code).
24
SIMM, DIMM dan RIMM
¾ RIMM memiliki pin-pin di 2 sisi modul nya
¾ Jumlah pin-nya : 184-pin (16/18-bit),
(16/18-bit) 232-pin
(32/36-bit), 326-pin (64/72-bit).
¾ RIMM dengan
d
16-bit
16 bit digunakan
di
k untuk
t k aplikasi
lik i
non-ECC
¾ Masing-masing memiliki kecepatan yang
berbeda. Baik DRAM SIMM, DIMM, dan RIMM
¾ DIMM & RIMM memiliki ROM Onboard
25
30-pin dan 72-pin SIMM
26
27
168-pin dan 184-pin DIMM
28
RIMM
29
Organisasi Memori
Tim Lab.
Lab SKJK
Sel Memori
(1)
¾ Setiap memori tersusun dari rangkaian sel-sel
memori:
31
Sel Memori
(2)
¾ Sifat-sifat sel memori:
Dapat
p memberikan 2 kondisi (1
( atau 0))
Dapat ditulisi (minimal satu kali) dengan cara mengubah
kondisi sel memori
Dapat dibaca
dib
¾ Tiap sel terdiri dari 3 terminal:
Select:
S l t untuk
t k memilih
ilih sell memorii yang akan
k
dibaca/ditulisi
Control: untuk menentukan jenis operasi write/read
Data:
Write: untuk mengubah kondisi sel dari 1 ke 0 atau sebaliknya
Read: untuk membaca kondisi sel memori
32
Sel Memori
(3)
¾ Apa syarat device dapat digunakan untuk menyimpan
data biner ?
Hanya dapat menyimpan 2 macam nilai/kondisi (true-false
true false
atau 1-0) yang stabil
Mempunyai pembatas yang lebar yang dapat memisahkan
kedua nilai/kondisi secara tegas
Mampu menangani perubahan nilai/kondisi dalam waktu
yang tidak terbatas
Nilai/kondisinya tidak rusak pada saat dibaca
Apakah saklar/switch memenuhi syarat ???
¾ Implementasinya dengan apa ?
Magnetic core
Semikonduktor:
Gabungan
G b
antara
t
ttransistor
i t d
dan kkapasitor
it
Gabungan beberapa transistor
33
Sel Memori
(4)
Magnetic core
Ferric oxide coating
+ Bahan yang mudah bersifat magnet
Selection wire:
+ Untuk menentukan nilai medan magnet
+ Jika arah arus berbeda Æ medan
magnet berbeda
Sense wire:
+ Untuk membaca nilai bit yang disimpan
Cara kerja:
+ Simpan data (write):
o Aliri select wire dengan arah arus
g nilai bit data yang
y g
sesuai dengan
diinginkan
34
Sel Memori
(5)
Cara kerja: (cont’d)
+ Baca data (read):
o Selection wire dialiri arus yang menghasilkan bit bernilai 0
o Jika bit yang sedang disimpan:
= 0 Æ Tidak
Tid k ada
d tegangan
t
induksi
i d k i pada
d sense wire
i
Æ Bit bernilai 0
= 1 Æ Medan magnet berubah
Æ Data yang disimpan berubah dari 1 menjadi 0
Æ Sense wire terinduksi berarti data yang sedang
disimpan bernilai 1
Æ Kembalikan nilai bit ke nilai semula (1) dengan cara
aliri select wire dengan arus yang menghasilkan bit
b il i 1
bernilai
35
Sel Memori
(6)
Gabungan antara transistor dan kapasitor
(memori dinamis)
Capasitor
+Untuk menyimpan nilai data
Address line:
+Untuk mengaktifkan sel
memori (transistor)
Bit line:
+Untuk
Untuk membaca/menulis
data dari/ke sel memori
36
Sel Memori
(7)
Gabungan antara transistor dan kapasitor
(memori dinamis) (cont
(cont’d)
d)
Cara kerja
2
3
4
1
+Simpan data (write):
1. Signal yang akan ditulis
dihubungkan ke bit line (high
voltage = 1,
1 low voltage = 0)
2. Signal diberikan ke address line Æ
transistor on
3. Untuk simpan bit 1 Æ arus
mengalir masuk ke kapasitor
Ækapasitor diisi muatan
4. Untuk simpan bit 0 Æ arus
mengalir dari ke kapasitor Æ
muatan kapasitor dikosongkan
37
Sel Memori
(8)
Cara kerja:
(cont’d)
+Baca
B
d
data
t (read
d):
)
1. Address line diberi signal Æ
1
4
transistor on
2. Muatan kapasitor dialirkan ke bit
line/sense amplifier
3. Sense amplifier
p
membandingkan
g
3
2
muatan kapasitor dengan tegangan
reference untuk menentukan
apakah data bernilai 1 atau 0
4. Muatan kapasitor berkurang Æ
perlu di-refresh Æ disebut
memori dinamis
38
Sel Memori
(9)
Gabungan antara beberapa transistor (memori statis)
Status T1 selalu berlawanan
dengan T3,
T3 tetapi selalu sama
dengan T4
Status T2 selalu berlawanan
dengan T4,
T4 tetapi selalu sama
dengan T3
Nilai bit line B berlawanan
dengan nilai bit line B
Signal high:
T1=off, T3=on Æ titik C1=high
Æ bit line B = HIGH
T2=on, T4=off Æ titik C2 = LOW
Signal low:
T1=on,, T3=off Æ titik C1=low
Æ bit line B = LOW
T2=off, T4=on Æ titik C2 = HIGH
39
Sel Memori
(10)
¾Magnetic core vs Semikonduktor
M
Magnetic
ti core
S ik d kt
Semikonduktor
(-) Lambat (switching: 0.5-3 µS) (+) Cepat (switching: 10-200 nS)
( ) Untuk
(-)
Unt k luasan
l
n yang
ng sama
m jml (+) Untuk
Unt k luasan
l
n yang
ng sama
m jml
memori lebih sedikit
memori jauh lebih banyak
(+) Non
Non-volatile
volatile
((-)) Volatile
40
Organisasi Memori
(1) - rev
¾ Bagaimana sel-sel memori disusun ?
m, lebar memori
...
m-1
1
Sel
memori
000
001
002
...
003
...
2n, ukura
an memori
0
2n-1
Alamat
memori
Satu plane
41
Organisasi Memori
(2) - rev
¾ Memori dapat digambarkan seperti sebuah matriks
berukuran m kali n, dimana:
m = lebar
l b memorii = jumlah
j l h bit
bi dalam
d l
satu alamat
l
= minimum addressable unit
n = ukuran memori = jumlah alamat
¾ Setiap bit pada setiap alamat yang mempunyai posisi yang
sama disusun ke dalam sebuah memory plane
¾ Memory plane merupakan array 2 dimensi Æ dibutuhkan 2
buah select line (x dan y)
¾ Setiap satu memory plane terdiri dari sebuah sensor line
Æ pada waktu diakses, dalam setiap memory plane hanya
satu bit saja yang dibaca
42
Organisasi Memori
(3) - rev
¾ Contoh soal:
Sebuah memori terdiri dari 32 alamat dan setiap
p
alamat terdiri dari 16 bit.
Berapakah jumlah jalur untuk setiap select line ?
Berapakah
B
k h jjumlah
l h memory plane
l
yang diperlukan
di l k ?
Berapakah kapasitas memori ?
Jawab:
Jumlah jalur setiap select line = 32, 2 dan 16,
4 dan 8,, atau 8 dan 4,, atau 16 dan 2
Jumlah memory plane = jumlah bit setiap alamat = 16
memory plane
K
Kapasitas
it memorii = 32 x 16 bit = 512 bit = 64 byte
b t
43
Organisasi Memori
(4) - rev
¾ Memory bank
Merupakan memori yang tersusun dari sejumlah memory plane
Sebuah memory bank tersusun dari beberapa chip
Pada gambar di bawah ini, berapakah:
Jumlah bit setiap alamat ?
Jumlah alamat total jika setiap select line = 8 ?
44
Organisasi Memori
(5) - rev
¾ Contoh soal:
Sebuah RAM berkapasitas 128 MB dipasang pada sebuah
komputer dengan prosesor Intel dan menggunakan format
instruksi yang terdiri dari 32 bit. Setiap satu memory plane
dikemas ke dalam sebuah chip.
Berapakah
e apa a ju
jumlah
a cchip
p da
dalam
a RAM te
tersebut
sebut ?
Berapakah jumlah alamat yang tersedia ?
Berapakah jumlah jalur untuk select line ?
Jawab:
- Jumlah bit dalam setiap alamat untuk komputer dengan
prosesor Intel adalah 8 bit Æ diperlukan 8 buah memory
plane Æ terdapat
p
p 8 chip
p
- Jumlah alamat yang tersedia = kapasitas setiap memory
plane/chip yaitu (128 x 8/8) M = 128 M alamat
- Kapasitas setiap memory plane/chip = 128/8 = 16 MB = 128
Mb = 27 x 220 bit Æ jumlah jalur select line = 227 , 2 dan 226
, 4 dan 225 jalur dst.
45
Pengaksesan Memori
(1)
¾ Bagaimana memori diakses ?
46
Pengaksesan Memori
(2)
¾ MAR (Memory Address Register):
Memuat alamat dari lokasi memori yang akan diakses (baca/tulis)
Jumlah bit MAR menentukan jumlah maksimum dari memori fisik
yang dapat dipasang dalam suatu komputer
Jika MAR terdiri dari n bit Æ alamat memori yang valid adalah 0
hingga 2n - 1
¾ MBR (Memory Buffer Register):
Memuat isi informasi yang akan dituliskan ke memori atau baru
saja dibaca dari memori pada alamat yang ditunjukkan oleh isi
MAR
MBR dapat berukuran m bit, 2m bit, 4m bit, dst dimana m =
jumlah bit minimal dalam satu alamat (minimum addressable unit )
¾ Memory Decoder:
Untuk menerjemahkan alamat yang disimpan dalam MAR
menjadi pasangan x dan y
47
Pengaksesan Memori
(3)
¾ Urutan baca dari memori:
Taruh alamat memori yang akan dibaca (dalam unsigned
binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1)
Kirim READ signal melalui READ control line
Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR
tidak berubah)
Taruh isi alamat yang ditunjuk ke dalam MBR
¾ Urutan tulis ke memori:
Taruh alamat memori yang akan ditulisi (dalam unsigned
binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1)
Taruh data yyang
g akan ditulis ke MBR
Kirim signal WRITE melalui WRITE control line
Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR
tidak berubah)
Copy-kan isi MBR ke memori (isi MBR tidak berubah)
48
Pen-decode-an Memori
(1)
Bagaimana cara men-decode alamat memori ?
¾ Contoh:
Sebuah
S b h memorii mempunyaii 128 alamat
l
t (maksimum)
( k i
) yang setiap
ti
alamat terdiri dari 8 bit. Memori tersebut tersusun dari 8 memory
bank , maka:
Daya
D
t
tampung
setiap
ti memory bank
b k = 128/8 = 16 alamat
l
t
16 alamat = 24 alamat Æ diperlukan 4 jalur untuk setiap select line
128 alamat = 27 alamat Æ jumlah bit MAR = 7 bit
Memory
M
bank
b k
Al
Alamat
t
D l
Dalam
bi
biner
ke-0
0 – 15
0000000 – 0001111
0010000 – 0011111
ke-1
16 – 31
...
...
...
ke-7
112 – 127 1110000 – 1111111
+ Bit ke-4, 5, 6 nilainya tetap untuk setiap memory bank dan
b b d untuk
berbeda
t k memory bank
b k yang berbeda
b b d Æ Bit kke-4,
4 5
5, 6
(warna merah) menunjukkan nomor bank (bank selector)
49
Pen-decode-an Memori
Bit 7 (plane ke-7)
Bit 0 (plane ke-0)
(0,7) (1,7)
(0,0) (1,0)
(4,7)
Location 0 – 15
(memory bank ke-0)
...
(8,7)
(12,7)
(15,7)
(15,0)
(16,7) (17,7)
(2)
¾ Distribusi lokasi
memori
b
k 128
sebanyak
alamat
(16,0) (17,0)
Location 16 – 31
(memory bank ke-1)
...
(31,0)
...
(31,7)
(112,7) (113,7)
Memory bank ke-2, 3, 4, 5, 6
(112,0) (113,0)
...
(127,7)
* (a,b) = memory location a, bit position b
Location 112 – 127
(memory bank ke-7)
(127,0)
50
Pen-decode-an Memori
(3)
Bagaimana cara menentukan nilai x dan y ?
Alamat ke-0, 1, 2, dan 3 terletak pada baris pertama pada plane
ke-0 dan pada bank ke-0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
0
000 00 00
1
000 00 01
2
000 00 10
3
000 00 11
Alamat ke-4, 5, 6, dan 7 terletak pada baris kedua pada plane
ke-0
ke
0 dan pada bank ke
ke-0
0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
4
000 01 00
5
000 01 01
6
000 01 10
7
000 01 11
Dari 2 contoh di atas Æ bit ke-2 dan 3 (warna biru) menunjukkan
nomor baris
b i dalam
d l
sebuah
b h plane
l
= nilai
il i dari
d i x select
l t line
li
51
Pen-decode-an Memori
(4)
Alamat yang terletak pada kolom pertama pada plane ke-0 dan
pada bank ke-0 adalah sbb:
Alamat
Dalam biner
0
000 00 00
4
000 01 00
8
000 10
0 00
12
000 11 00
Alamat yang terletak pada kolom kedua pada plane ke-0 dan
pada bank ke-0 adalah sbb:
p
Alamat
Dalam biner
1
000 00 01
5
000 01 01
9
000 10 01
13
000 11 01
Dari 2 contoh di atas Æ bit ke
ke-0
0 dan 1 (warna biru) menunjukkan
nomor kolom dalam sebuah plane = nilai dari y select line
52
Pen-decode-an Memori
(5)
Arti/fungsi setiap bit pada MAR adalah sbb:
6
5
4
3
2
1
0
53
ROM dan RAM
Tim Lab. SKJK
“Read” Only Memory (ROM)
¾ROM (Read Only Memory)
Æ PROM (Programmable ROM)
Æ EPROM (Erasable PROM)
Æ EEPROM (Electrically EPROM)
Æ Flash Memory
55
Read Only Memory (ROM)
¾ Data bersifat permanen (non-volatile)
g
logika
g
¾ Nilai data dihasilkan dari kombinasi rangkaian
di dalamnya
¾ Penulisan data dilakukan pada saat pembuatan chip
¾ Data tidak dapat dihapus
¾ Aplikasi:
Lib
Library subroutine
b ti untuk
t k fungsi-fungsi
f
if
i yang sering
i
digunakan
Program sistem
Tabel fungsi, dll
BIOS
(Basic Input Output Systems)
56
Programmable ROM (PROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Digunakan bila jumlahnya tidak terlalu besar (bukan mass
product)
d t) dan
d memuatt data
d t khusus
kh
¾ Non-volatile
¾ Hanya dapat ditulisi satu kali
¾ Penulisan data dilakukan secara elektrik dengan PROM
programmer
¾ Sel memori “dibakar”
dibakar (burning-in)
(burning in) dengan arus listrik yang cukup besar
besar,
lokasi bit akan terbakar dan menunjukkan sebuah nilai (0 atau 1)
¾ Data tidak dapat dihapus
¾ Lebih fleksibel daripada ROM
57
Erasable PROM (EPROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Non-volatile
Non volatile
¾ Proses baca dan tulis secara elektrik
¾ Data dapat dihapus dan ditulisi berulang
berulang-ulang
ulang
dengan radiasi ultraviolet
¾ Sinar tersebut melewati celah di kumpulan chip
¾ Data dihapus dalam satuan chip (semua data dihapus)
¾ Lebih mahal daripada PROM
58
Electrically EPROM (EEPROM)
¾ Data ditulis sesudah chip dibuat
¾ Non-volatile
Non volatile
¾ Data dapat ditulis dan dihapus kapan saja secara
elektrik, data tidak perlu dihapus terlebih dahulu
¾ Data dihapus dalam satuan byte
¾ Lebih mahal daripada EPROM
¾ Kurang rapat dibanding EPROM
59
Flash Memory
¾ Non-volatile
¾ Biaya dan fungsionalitas berada diantara EPROM dan
EEPROM
¾ Data dihapus
p dalam satuan blok memori
¾ Lebih rapat dibanding EEPROM
¾ Contoh aplikasi:
¾ BIOS Æ isinya
i i
llebih
bih mudah
d h di
diubah,
b h termasuk
k oleh
l h
virus
60
Hirarki Memori
Æ Biaya per bit
makin
ki murah
h
Registers
L1 Cache
Æ Kapasitas makin
besar
L2 Cache
Main memory
Disk cache
(RAM)
(
(pure
S/W)
/W)
Disk (Harddisk)
O ti l (CD, DVD)
Optical
Magnetic tape
Æ Waktu akses
makin lama
ÆFrekuensi
diakses
d
akses oleh
prosesor makin
jarang
61
RAM (Random Access Memory)
(1)
¾ Dynamic RAM (DRAM)
Sel DRAM:
Data berupa muatan
listrik yang disimpan
di kapasitor
Mengapa disebut
dynamic RAM ?
Muatan listrik yang
disimpan di kapasitor
cenderung mengalami
kebocoran sehingga
kebocoran,
harus selalu di-refresh
DRAM digunakan
untuk main memory
62
RAM (Random Access Memory)
(2)
¾ Static RAM (SRAM)
Sel SRAM:
Disusun dari beberapa
transistor (flip-flop)
Mengapa disebut static
RAM ?
Selama masih ada
listrik, maka data yang
disimpan tidak hilang,
hilang
sehingga tidak perlu di-
refresh
SRAM digunakan untuk
cache memory
63
DRAM vs SRAM
DRAM
(+) sederhana
(+) dimensi lebih kecil
(+) murah
(+) kapasitas besar
(-) perlu rangkaian refresh
((-)) biaya
y rangkaian
g
refresh
memori berukuran besar
lebih mahal daripada biaya
memorii itu
i sendiri
di i
(-) lebih lambat
¾ Apa kesamaannya ???
SRAM
(-) lebih kompleks
(-) dimensi lebih besar
(-) lebih mahal
(-)
( ) kapasitas kecil
(+) tidak perlu di-refresh
((+)) tidak perlu
p
rangkaian
g
refresh
(-) lebih cepat
Sama-sama volatile
64
Jenis Memori Semikonduktor
65
Chip Logic DRAM 16 Mbit (4Mx4)
(1)
66
Chip Logic DRAM 16 Mbit (4Mx4)
(2)
¾ Dalam satu saat dapat dibaca/ditulis data 4 bit (1 bit
tiap memori plane)
¾ Terdiri dari 4 buah array berukuran 2048 x 2048
¾ Alamat tiap
p sel ditentukan oleh alamat baris dan kolom
¾ Pin alamat baris paralel dengan alamat kolom
Æ hemat jumlah pin
Æ digunakan RAS dan CAS
¾ Terdapat 4 pin untuk data in (write) dan out (read)
secara paralel
l l Æ digunakan
di
k WE d
dan OE
¾ Refresh dilakukan dengan membaca data dan
menuliskannya kembali
67
Contoh Chip Packaging
(1)
¾ EPROM 8 Mbit:
(pin)) = A0 Alamat = 20 bit (p
A19 = 1 M alamat
1 alamat = 8 bit Æ kapasitas =
8 x 1 Mbit = 8 Mbit
Chip Enable (CE) untuk
memilih chip yang aktif bila
di
digunakan
k lebih
l bih dari
d i satu
t chip
hi
D0-D7 = data keluar (8 jalur)
Vss = ground
Vcc = tegangan positif
68
Contoh Chip Packaging
(2)
¾ DRAM 16 Mbit:
Alamat = 11 pin = A0-A10
Digunakan
Di
k oleh
l h baris
b i dan
d kolom
k l
secara
bergantian Æ setara dengan 2x11
pin = 22 pin = 222 alamat = 4 M
alamat
1 alamat = 4 bit Æ kapasitas = 4 M x
4 bit = 16 bit
CAS untuk mengaktifkan kolom
RAS untuk mengaktifkan kolom
D0-D3 = data keluar (4 jalur)
OE = Output Enable (memungkinkan
d t dibaca)
data
dib )
WE = Write Enable =
memungkinkan data disimpan ke
memori
69
Organisasi Modul
(1)
¾ Organisasi memori
256 Kbyte
Terdiri dari 8
memori plane
berukuran
512 x 512 bit
Alamat terdiri dari
18 bit (9 baris,
b i 9
kolom)
Data
ata te
terdiri
d da
dari 8
bit (1 byte)
70
Organisasi Modul
(2)
71
Organisasi Modul
(3)
¾ Organisasi memori 1 Mbyte
Terdiri dari 4 buah bank memori masing
masing-masing
masing
berukuran 256 KByte (4 kolom A, B, C, D)
Alamat terdiri dari 20 bit (2 bit MSB digunakan
untuk memilih group chip A,
A B,
B C,
C atau D)
72
Advanced DRAM
(1)
¾ Synchronous DRAM (SDRAM)
Pertukaran data didasarkan pada signal clock
eksternal tanpa
t
wait state
Kecepatan sesuai dengan kecepatan prosesor
atau bus memori
Selama proses pencarian data, CPU dapat
melakukan tugas
g lain (tidak p
perlu menunggu
gg ,
karena CPU tahu kapan data sudah tersedia)
73
Advanced DRAM
Contoh: SDRAM read timing
Burst length = 4 = T3-T6, CAS latency = 2 = T1-T2
Burst length = banyaknya clock untuk mengirimkan data (1, 2, 4, 8, full
page)
Latency = banyaknya clock yang diperlukan untuk persiapan sebelum
¾
(2)
data dikirimkan
Double Data Rate – SDRAM ((DDR-SDRAM))
Sama seperti SDRAM, tetapi dapat mengirimkan data 2x dalam satu clock
74
Advanced DRAM
(3)
Contoh
IBM
64Mb
SDRAM
75
Advanced DRAM
(4)
¾ Rambus DRAM (RDRAM)
Diadopsi oleh Intel untuk Pentium dan Itanium
Pesaing model SDRAM
Bus alamat support s.d. 320 chip RDRAM
Transfer data s.d. 1,6
, GBps
p ((2 x 800 MBps)
p )
Impedance, clock, dan signal didefinisikan secara tepat
Jalur data sebanyak 18 bit (16 data, 2 parity)
Jalur RC (8 bit) digunakan untuk alamat dan signal control
Memory request tidak menggunakan RAS, CAS, R/W atau
CE, tetapi melalui high speed bus yang memuat informasi:
alamat yang diinginkan
jenis operasi
jumlah byte dalam operasi
Pengiriman data secara synchronous
76
Advanced DRAM
(5)
¾ Struktur RDRAM
77
Advanced DRAM
(6)
¾ Cache DRAM (CDRAM)
Penggabungan sejumlah kecil SRAM (16 kbit) ke
d l
dalam
chip
hi DRAM
Tujuan:
Sebagai cache seperti cache pada prosesor yang terdiri
dari 64 line
Sebagai buffer akses blok data serial, misal untuk
refresh screen
78