Dalam Hirarki Memory,
data yang sama bisa tampil dalam level berbeda dari sistem penyimpanan. Sebagai
contoh integer A berlokasi pada bekas B yang ditambahkan 1, dengan asumsi bekas
B terletak pada magnetic disk. Operasi penambahan diproses dengan pertama
kali mengeluarkan operasi I/O untuk menduplikat disk block pada A
yang terletak pada memori utama Operasi ini diikuti dengan kemungkinan
penduplikatan A ke dalam cache dan penduplikatan A ke dalam internal
register. Sehingga penduplikatan A terjadi di beberapa tempat. Pertama terjadi
di internal registerdimana nilai A berbeda dengan yang di sistem penyimpanan.
Dan nilai di A akan kembali sama ketika nilai baru ditulis ulang
ke magnetic disk.
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. Hirarki ini disusun dari
jenis memori yang paling cepat hingga yang paling lambat; disusun dari yang paling
kecil kapasitasnya hingga paling besar kapasitasnya; dan diurutkan dari harga
tiap bit memori-nya mulai dari yang paling tinggi (mahal) hingga yang
paling rendah (murah).
·
Selain
menyatakan hubungan kecepatan, hirarki tersebut juga menyatakan hubungan-hubungan
lain, yaitu :
1.
Hubungan
Harga : Semakin kebawah adalah harganya semakin murah. (Harga dihitung
berdasarkan rupiah per bit data disimpan).
2.
Hubungan
Kapasitas : Semakin keatas umumnya kapasitasnya semakin terbatas.
3.
Hubungan
frekuensi pengaksesan : Semakin keatas semakin tinggi frekuensi pengaksesan.
·
Dari
gambar disamping terjadi pengerucutan, beberapa arti hirarki kerucut tersebut
adalah sebagai berikut :
1.
Semakin
ke bawah, maka kapasitasnya akan semakin besar.
2.
Semakin
ke atas, maka waktu aksesnya semakin cepat.
3.
Frekensi
penggunaannya semakin atas maka semakin sering digunakan.
·
Ada
dua tipe fisik memori, yaitu :
1.
Memori
semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large
scale integration). Memori ini banyak digunakan untuk memori internal
misalnya RAM.
2.
Memori
permukaan magnetik, memori ini banyak digunakan untuk memori eksternal yaitu
untuk disk atau pita magnetik.
Macam-Macam
Hirarki Memory
a.
Register
Register
prosesor adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan
sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program
komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum
digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang
dieksekusi dalam waktu tertentu.
Register
prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti
bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil;
dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara
yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data.
Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti
"register 8-bit", "register 16-bit", "register
32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain.
Register
terbagi menjadi beberapa kelas, yaitu sebagai berikut :
1.
Register
data, adalah register yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam
bilangan bulat (integer) yang mengandung informasi yang akan, sedang atau telah
diolah oleh komputer. Pada 8088 register ini diwujudkan oleh AX, BX, CX dan BX
(sebagai general purpose register), sehubungan dengan fungsinya yang
selain menangani tugas-tugas khusus, juga bisa dimanfaatkan untuk membantu
proses-proses pengolahand data didalam internal mikroprosessor.
2.
Register
alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk
mengakses memori. Register alamat, dapat berisi :
a)
alamat
di main memory,
b)
alamat
instruksi di main memory,
c)
bagian
alamat yang digunakan dalam penghitungan alamat lengkap. contoh:
d)
register
index (index register)
e)
register
penunjuk segmen (segment pointer register)
f)
register
penunjuk stack (stack pointer register)
g)
register
penanda (flag register)
1.
2.
3.
Register
general purpose, atau lebih dikenal General Purpose adalah
register-register serbaguna, dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat
secara sekaligus, sering dimanfaatkan untuk keperluan-keperluan lain yang bukan
merupakan fungsi khasnya dan untuk menampung secara sementara data-data yang
akan diolah, sebelum diambil dan diproses oleh ALU (Arithmetic and Logical
Unit), walaupun demikian ada juga instruksi-instruksi tertentu yang
mengharuskan penggunaan register-register secara spesifik (sesuai fungsi
sebenarnya), yang mempunyai 16 bit, dan dapat digunakan penuh 16 bit (1 word =
1 kata) atau 8 bit (1 byte = 1 karakter) saja.
4.
Register
floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik
mengambang (floating-point). Floating-point atau bilangan titik mengambang,
adalah sebuah format bilangan yang dapat digunakan untuk merepresentasikan
sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil.
5.
Register konstanta
(constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang
hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan
lainnya.
6.
Register vektor, yang
digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor
SIMD.
7.
Register
special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal
prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
8.
Register
yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam
beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan
yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register
langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register
jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
a.
b.
Cache Memory
Tempat
penyimpanan sementara ( volatile ) sejumlah kecil data untuk
meningkatkan kecepatan pengambilan atau penyimpanan data di memori oleh
prosesor yang berkecepatan tinggi. Dahulu cache disimpan di luar
prosesor dan dapat ditambahkan. Misalnya pipeline burstcache yang biasa
ada di komputer awal tahun 90-an. Akan tetapi seiring menurunnya biaya
produksi die atau wafer dan untuk meningkatkan
kinerja, cache ditanamkan di prosesor. Memori ini biasanya dibuat
berdasarkan desain static memory.
1.
Random Access Memory (RAM) - Main Memory
Tempat penyimpanan sementara sejumlah data volatile yang
dapat diakses langsung oleh prosesor. Pengertian langsung di sini berarti
prosesor dapat mengetahui alamat data yang ada di memori secara langsung.
Sekarang, RAM dapat diperoleh dengan harga yang cukup murah dangan
kinerja yang bahkan dapat melewati cache pada komputer yang lebih
lama.
2.
Extension Memory
Tambahan memory yang digunakan untuk membantu proses-proses dalam
komputer, biasanya berupa buffer. Peranan tambahan memori ini sering dilupakan
akan tetapi sangat penting artinya untuk efisiensi. Biasanya tambahan memori
ini memberi gambaran kasar kemampuan dari perangkat tersebut, sebagai contoh
misalnya jumlah VGA memory, soundcard memory.
a.
b.
c .
Secondary Storage
Media
penyimpanan data yang non-volatile yang dapat berupa Flash Drive, Optical
Disc, Magnetic Disk, Magnetic Tape. Media ini biasanya daya tampungnya
cukup besar dengan harga yang relatif murah. Portability-nya juga
relatif lebih tinggi.
d .
Magnetic disk
magnetik
penyimpanan data, digunakan untuk penyimpanan tersier dan off-line Pada
komputer awal, penyimpanan magnetik juga digunakan untuk penyimpanan primer
dalam bentuk memori magnetik drum, atau inti, memori inti tali, memori film
tipis, memori twistor atau memori gelembung. Juga tidak seperti hari ini, pita
magnetik sering digunakan untuk penyimpanan sekunder.
e .
Optical tape
Optical
tape adalah media untuk penyimpanan optik pada umumnya terdiri dari strip
panjang dan sempit dari plastik ke mana pola dapat ditulis dan dari mana pola
bisa dibaca kembali. Ini beberapa saham teknologi dengan stok film bioskop dan
cakram optik, tetapi kompatibel dengan tidak. Motivasi di balik pengembangan
teknologi ini adalah kemungkinan kapasitas penyimpanan yang jauh lebih besar
daripada baik pita magnetik atau cakram optik.