Hirarky Memory

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.