ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER
MEMORY:
MEMAHAMI MEMORY YANG ADA PADA DALAM KOMPUTER
Karakteristik:
-Lokasi
-Kapasitas
-Unit transfer
-Metode Akses
-Kinerja
-Jenis fisik
-Sifat-sifat fisik
-Organisasi
Lokasi:
-CPU (register)
-Internal (main memori)
-External (secondary memori)
Kapasitas:
-Ukuran Word
-Satuan alami organisasi memori
-Banyaknya words
-Bytes
Satuan Transfer:
-Internal
-Jumlah bit dalam sekali akses
-Sama dengan jumlah saluran data (= ukuran word)
-External
-Dalam satuan block yg merupakan kelipatan word
-Addressable unit
-Lokasi terkecil yang dpt dialamati secara uniq
-Secara internal biasanya sama dengan Word
-Untuk disk digunakan satuan Cluster
Metode Akses
-Sekuensial
-Mulai dari awal sampai lokasi yang dituju
-Waktu akses tergantung pada lokasi data dan lokasi sebelumnya
-Contoh tape
-Direct
-Setiap blocks memilki address yg unique
-Pengaksesan dengan cara lompat ke kisaran umum (general vicinity) ditambah pencarian sekuensial
-Waktu akses tdk tergantung pada lokasi dan lokasi sebelumnya
-contoh disk
-Random
-Setiap lokasi memiliki alamat tertentu
-Waktu akses tdk tergantung pada urutan akses sebelumnya
-Contoh RAM
-Associative
-Data dicarai berdasarkan isinya bukan berdasarkan alamatnya
-Waktu akses tdk tergantung terhadap lokasi atau pola akses sebelumnya
-Contoh: cache
Hierarki Memori
-Register
Dalam CPU
-Internal/Main memory
Bisa lebih dari satu level dengan adanya cache
“RAM”
-External memory
Penyimpan cadangan
Performance
-Access time
Waktu untuk melakukan operasi baca-tulis
-Memory Cycle time
Diperlukan waktu tambahan untuk recovery sebelum akses berikutnya
Access time + recovery
-Transfer Rate
Kecepatan transfer data ke/dari unit memori
Jenis Fisik
-Semiconductor
RAM
-Magnetic
Disk & Tape
-Optical
CD & DVD
-Others
Bubble
Hologram
Karakteristik
-Decay
-Volatility
-Erasable
-Power consumption
Organisasi
-Susunan fisik bit-bit untuk membentuk word
Kendala Rancangan
-Berapa banyak?
-Capacity
-Seberapa cepat?
-Time is money
-Berapa mahal?
Hierarki
-Registers
-L1 Cache
-L2 Cache
-Main memory
-Disk cache
-Disk
-Optical
-Tape
Ingin Komputer yang Cepat
-Komputer hanya menggunakan static RAM
-Akan sangat cepat
-Tidak diperlukan cache
-Apa perlu cache untuk cache?
-Harga menjadi sangat mahal
Locality Of Reference
-Selama berlangsungnya eksekusi suatu program, referensi memori cenderung untuk mengelompok (cluster)
Contoh: loops
Memory Semi conductor
-RAM
Penamaan yang salah karena semua memori semiconductor adalah random access (termasuk ROM)
-Read/Write
-Volatile
Penyimpan sementara
Static atau dynamic
Dinamic RAM
-Bit tersimpan berupa muatan dalam capacitor
-Muatan dapat bocor
-Perlu di-refresh
-Konstruksi sederhana
-Ukuran per bit nya kecil
-Murah
-Perlu refresh-circuits
-Lambat
-Main memory
Static Ram
-Bit disimpan sebagai switches on/off
-Tidk ada kebocoran
-Tdk perlu refreshing
-Konstruksi lebih complex
-Ukuran per bit lebih besar
-Lebih mahal
-Tidak memerlukan refresh-circuits
-Lebih cepat
-Cache
Read Only Memory
-Menyimpan secara permanen
-Untuk
-Microprogramming
-Library subroutines
-Systems programs (BIOS)
-Function tables
Jenis ROM
-Ditulisi pada saat dibuat
-Sangat mahal
-Programmable (once)
-PROM
-Diperlukan peralatan khusus untuk memprogram
-Read “mostly”
-Erasable Programmable (EPROM)
-Dihapus dg sinar UV
-Electrically Erasable (EEPROM)
-Perlu waktu lebih lama untuk menulisi
-Flash memory
-Menghapus seleuruh memori secara electris
Organisasi
-16Mbit chip dapat disusun dari 1M x 16 bit word
-1 bit/chip memiliki 16 lots dengan bit ke 1 dari setiap word berada pada chip 1
-16Mbit chip dapat disusun dari array: 2048 x 2048 x 4bit
-Mengurangi jumlah addres pins
-Multiplex row address dg column address
-11 pins untuk address (211=2048)
-Menambah 1 pin kapasitas menjadi 4x
Refreshing
-Rangkaian Refresh diamsukkan dalam chip
-Disable chip
-Pencacahan melalui baris
-Read & Write back
-Perlu waktu
-Menurunkan kinerja
Koreksi kesalahan
-Rusak berat
-Cacat/rusak Permanent
-Rusak ringan
-Random, non-destructive
-Rusak non permanent
-Dideteksi menggunakan Hamming code
Cache
-Memori cepat dg kapasitas yg sedikit
-Terletak antara main memory dengan CPU
-Bisa saja diletakkan dalam chip CPU atau module tersendiri
Operasi pada Cache
-CPU meminta isi data dari lokasi memori tertentu
-Periksa data tersebut di cache
-Jika ada ambil dari cache (cepat)
-Jika tidak ada, baca 1 block data dari main memory ke cache
-Ambil dari cache ke CPU
-Cache bersisi tags untuk identitas block dari main memory
-yang berada di cache
Desain Cache
-Ukuran (size)
-Fungsi Mapping
-Algoritma penggantian (replacement algrthm)
-Cara penulisan (write policy)
-Ukuran Block
-Jumlah Cache
Size
-Cost
-Semakin besar semakin mahal
-Speed
-Semakin besar semakin cepat
-Check data di cache perlu waktu
Fungsi Mapping
-Ukuran Cache 64kByte
-Ukuran block 4 bytes
-diperlukan 16k (214) alamat per alamat 4 bytes
-Jumlah jalur alamat cache 14
-Main memory 16MBytes
-Jalur alamat perlu 24 bit
-(224=16M)
Direct Mapping
-Setiap block main memory dipetakan hanya ke satu jalur cache
-Jika suatu block ada di cache, maka tempatnya sudah tertentu
-Address terbagi dalam 2 bagian
-LS-w-bit menunjukkan word tertentu
-MS-s-bit menentukan 1 blok memori
-MSB terbagi menjadi field jalur cache r dan tag sebesar s-r
(most significant)
Keuntungan & Kerugian Direct
-Mapping
-Sederhana
-Murah
-Suatu blok memiliki lokasi yang tetap
-Jika program mengakses 2 block yang di map ke line yang sama
secara berulang-ulang, maka cache-miss sanagat tinggi
Contoh Set Associative Mapping
-Nomor set 13 bit
-Nomor Block dlm main memori adl modulo 213
-000000, 00A000, 00B000, 00C000 … map ke set yang sama
Pentium Cache
-Foreground reading
-Find out detail of Pentium II cache systems
-NOT just from Stallings!
Newer RAM Technology (1)
-Basic DRAM same since first RAM chips
-Enhanced DRAM
-Contains small SRAM as well
-SRAM holds last line read (c.f. Cache!)
-Cache DRAM
-Larger SRAM component
-Use as cache or serial buffer
Newer RAM Technology (2)
-Synchronous DRAM (SDRAM)
-currently on DIMMs
-Access is synchronized with an external clock
-Address is presented to RAM
-RAM finds data (CPU waits in conventional DRAM)
-Since SDRAM moves data in time with system clock, CPU knows
when data will be ready
-CPU does not have to wait, it can do something else
-Burst mode allows SDRAM to set up stream of data and fire it out
in block
Newer RAM Technology (3)
-Foreground reading
-Check out any other RAM you can find
-See Web site:
-The RAM Guide
NAMA : M.ANANG MA'RUF
PRODI : TEKNIK INFORMATIKA (B)
NIM : 23420003
Tidak ada komentar:
Posting Komentar