Memory (Memory) terdiri atas komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh instruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memory biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor.
Memory komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memory, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memory komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memory penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.
Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memory utama.Memory akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memory dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memory. Dengan memasukan memory chace antara peralatan cepat dan system memory yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memory yang cepat.
Memory Cache terbagi menjadi 3 :
Internal Chache yaitu memory yang terdapat didalam prosesor, sering dikenal dengan nama first level ( L1)
Chache L1 dipasang langsung pada cip prosesor. Chache L1 biasanya memiliki kapasitas sangat kecil, berkisar antara antara 8 KB sampai 128 KB.
External Chache yaitu memory yang terdapat didalam motherboard, sering dikenaal dengan nama second level ( L2 )
Chache L2 sedikit lebih lambat daripada chache L1 tetapi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar, berkisar antara 64 KB sampai 16 MB.
Cache level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti prosesor.
MEMORY AND CACHE
Memory
Memory (Memory) terdiri atas komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh instruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memory biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor.
Memory komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memory, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memory komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memory penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.
Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memory utama.Memory akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara system memory dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari system memory. Dengan memasukan memory chace antara peralatan cepat dan system memory yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan system memory yang cepat.
Memory Cache terbagi menjadi 3 :
Internal Chache yaitu memory yang terdapat didalam prosesor, sering dikenal dengan nama first level ( L1)
Chache L1 dipasang langsung pada cip prosesor. Chache L1 biasanya memiliki kapasitas sangat kecil, berkisar antara antara 8 KB sampai 128 KB.
External Chache yaitu memory yang terdapat didalam motherboard, sering dikenaal dengan nama second level ( L2 )
Chache L2 sedikit lebih lambat daripada chache L1 tetapi memiliki kapasitas yang jauh lebih besar, berkisar antara 64 KB sampai 16 MB.
Cache level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti prosesor.
o Electronic Numerical Integrator And Computer
o Eckert and Mauchly
o University of Pennsylvania
o Tabel Lintasan peluru
o Mulai dibuat 1943
o Selesai 1946
Terlambat untuk digunakan dlm PD-II
o Dipakai sampai 1955
• ENIAC Details
o Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
o Memiliki 20 accumulator untuk 10 digits
o Diprogram secara manual melalui sakelar
o Berisi 18,000 vacuum tubes
o Berat 30 tons
o Luas 15,000 square feet
o Daya 140 kW
o Kecepatan: 5,000 penambahan per detik
• von Neumann/Turing
o Konsep: Stored Program Computer
o Main memory: menyimpan program dan data
o ALU: mengerjakan operasi data biner
o Control unit: interpretasi instruksi dari memory dan meng-eksekusi
o Peratan Input/output dikendailkan oleh control unit
o Princeton Institute for Advanced Studies
IAS
o Selesai dibuat 1952
• Structure Mesin von Nuemann
• IAS - details
o Kapasitas memori: 1000 x 40 bit words
Menggunakan sistem bilangan Biner
Panjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi )
o Register-register dalam CPU
MBR (Memory Buffer Register)
MAR (Memory Address Register)
IR (Instruction Register)
IBR (Instruction Buffer Register)
PC (Program Counter)
AC (Accumulator)
MQ (Multiplier Quotient)
• Structure detail IAS
• Komputer Komersial
o 1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation
UNIVAC I (Universal Automatic Computer)
Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau of Census
o Menjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation
o UNIVAC II dipasarkan akhir th. 1950-an
Lebih cepat
Kapasitas memori lebih besar
• IBM
o Pabrik peralatan Punched-card
o 1953 – IBM-701
Komputer pertama IBM (stored program computer)
Untuk keperluan aplikasi Scientific
o 1955 – IBM- 702
Untuk applikasi bisnis
o Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan
• Transistor
o Menggantikan vacuum tubes
o Lebih kecil
o Lebih murah
o Disipasi panas sedikit
o Merupakan komponen Solid State
o Dibuat dari Silicon (Sand)
o Ditemukan pada th 1947 di laboratorium Bell
o Oleh William Shockley dkk.
• Komputer berbasisTransistor
o Mesin generasi II
o NCR & RCA menghasilkan small transistor machines
o IBM 7000
o DEC - 1957
Membuat PDP-1
• Microelectronics
o Secara harafiah berarti “electronika kecil”
o Sebuah computer dibuat dari gerbang logika (gate), sel memori dan interkoneksi
o Sejumlah gate dikemas dalam satu keping semikonduktor
o silicon wafer
• Generasi Komputer
o 1946-1957 : Vacuum tube
o 1958-1964 : Transistor
o 1965-1971 : SSI - Small scale integration
Up to 100 devices on a chip
o 1971 : MSI - Medium scale integration
100-3,000 devices on a chip
o 1971-1977 : LSI - Large scale integration
3,000 - 100,000 devices on a chip
o 1978- : VLSI - Very large scale integration
100,000 - 100,000,000 devices on a chip
o Ultra large scale integration
Over 100,000,000 devices on a chip
• Moore’s Law
o Gordon Moore - cofounder of Intel
o Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip
o Jumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahun
o Sejak 1970 pengembangan agak lambat
Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulan
o Harga suatu chip tetap / hampir tidak berubah
o Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat
o Ukuran semakin kecil, flexibilitas meningkat
o Daya listrik lebih hemat, panas menurun
o Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable
• Jumlah Transistor dalam CPU
• IBM seri 360
o 1964
o Pengganti seri 7000 (tidak kompatibel)
o Rancangan awal suatu “keluarga” komputer
Memiliki set instruksi yang sama atau identik
Menggunakan O/S yang sama atau identik
Kecepatan meningkat
Jumlah I/O ports bertambah (i.e. terminal tambah banyak)
Kapasitas memori bertambah
Harga meningkat
• DEC PDP-8
o 1964
o Minicomputer pertama
o Tidak mengharuskan ruangan ber-AC
o Ukurannya kecil
o Harga $16,000
$100k+ untuk IBM 360
o Embedded applications & OEM
o Menggunakan BUS STRUCTURE
• Struktur Bus pada DEC - PDP-8
• Memori Semiconductor
o 1970
o Fairchild
o Ukuran kecil ( sebesar 1 sel core memory)
o Dapat menyimpan 256 bits
o Non-destructive read
o Lebih cepat dari core memory
o Kapasitas meningkat 2 x lipat setiap tahun
• Intel
o 1971 - 4004
Microprocessor pertama, CPU dalam 1 chip, 4 bit
o 1972 - 8008]
8 bit, Digunakan untuk aplikasi khusus
o 1974 - 8080
Microprocessor general purpose yang pertama dari Intel
o 1978 - 8086, 80286
o 1985 - 80386
o 1989 - 80486
• Meningkatkan kecepatan
o Pipelining
o On board cache
o On board L1 & L2 cache
o Branch prediction
o Data flow analysis
o Speculative execution
• Performance Mismatch
o Kecepatan Processor meningkat
o Kapasitas memory meningkat
o Kecepatan memory tertinggal dari prosesor
• DRAM and Processor Characteristics
• Trends in DRAM use
• Solusi
o Meningkatkan jumlah bit per akses
o Mengubah interface DRAM
Cache
o Mengurangi frekuensicy akses memory
Cache yg lebih kompleks dan cache on chip
o Meningkatkan bandwidth interkoneksi
Bus kecepatan tinggi - High speed buses
o Hierarchy of buses
• Pentium
o CISC
o Menggunakan teknik-teknik superscalar
o Eksekusi instruksi secara parallel
o P6 : menggunakan:
Brach prediction
Data flow analisys
Specultive execution
o P7 : menggunakan teknologi berbasis RISC
• PowerPC
o Sistem RISC superscalar
o Hasil kerjasama IBM – Motorolla - Apple
o Diturunkan dari arsitektur POWER (IBM RS/6000)
o Keluarga PowerPC:
601: 32-bit
603: low-end desktop dan komputer portabel
604: desktop dan low-end user
620: 64-bit penuh, high-end user
• Internet Resources
o http://www.intel.com/
Search for the Intel Museum
o http://www.ibm.com
o http://www.dec.com
o Charles Babbage Institute
o PowerPC
o Intel Developer Home
RISC( Reduced Instruction Set Computer ), yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor,desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa Mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine.Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems,serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.
Konsep RISC pertama kali dikembangkan oleh IBM pada era 1970-an. Komputer pertama yang menggunakan RISC adalah komputer mini IBM 807 yang diperkenalkan pada tahun 1980.Dewasa ini, RISC digunakan pada keluarga processor buatan Motorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc).RISC dikembangkan melalui seorang penelitinya yang bernama John Cocke, beliau menyampaikan bahwa sebenarnya kekhasan dari komputer tidaklah menggunakan banyak instruksi, namun yang dimilikinya adalah instruksi yang kompleks yang dilakukan melalui rangkaian sirkuit.Pada desain chip mikroprosesor jenis ini,pemroses diharapkan dapat melaksanakan perintah-perintah yang dijalankannya secara cepat dan efisien melalui penyediaan himpunan instruksi yang jumlahnya relatif sedikit, dengan mengambil perintah-perintah yang sangat sederhana, akibatnya arsitektur RISC membatasi jumlah instruksinya yang dipasang ke dalam mikroprosesor tetapi mengoptimasi setiap instruksi sehingga dapat dilaksanakan dengan cepat.Dengan demikian instruksi yang sederhana dapat dilaksanakan lebih cepat apabila dibandingkan dengan mikroprosesor yang dirancang untuk menangani susunan instruksi yang lebih luas.Dengan demikian chip RISC hanya dapat memproses instruksi dalam jumlah terbatas, tetapi instruksi ini dioptimalkan sehingga cepat dieksekusi. Meski demikian, bila harus menangani tugas yang kompleks, instruksi harus dibagi menjadi banyak kode mesin, terutama sebelum chip RISC dapat menanganinya. Karena keterbatasan jumlah instruksi yang ada padanya, apabila terjadi kesalahan dalam pemrosesan akan memudahkan dalam melacak kesalahan tersebut.
Pada tahun 1980-an kapasitas modul memori meningkat dan harganya turun. Penekanan pada desain CPU bergeser ke kinerja, dan RISCmenjadi trend baru. Contoh arsitektur RISC meliputi SPARC dari Sun Microsystems; seri MIPS Rxxxx dari MIPS Technologies; Alpha dari Digital Equipment; PowerPC yang dikembangkan bersama oleh IBM dan Motorola; dan RISC dari Hewlett-Packard.Chip RISCmenggunakan sejumlah kecil instruksi dengan panjang-sama yang relatif sederhana, yaitu panjangnya selalu 32 bit. Walaupun hal ini memboroskan memori karena harus dibuat program lebih besar, instruksi lebih mudah dan cepat dieksekusi.
B.Pengertian dari CISC
Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC; “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.
Sebelum proses RISC didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani celah semantik”, yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi “level tinggi” seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yang “sarat informasi” ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang.Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.Implementasi CISC paralel untuk pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor-prosesor sebelumnya, meskipun efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana (mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan data dari RISC).Prosesor-prosesor modern x86 juga telah menyandikan dan membagi lebih banyak lagi instruksi-instruksi kompleks menjadi beberapa “operasi-mikro” internal yang lebih kecil sehingga dapat instruksi-instruksi tersebut dapat dilakukan secara paralel,sehingga mencapai performansi tinggi pada subset instruksi yang lebih besar.
C.Perbedaan RISC dan CISC :
RISC adalah rangkaian instruksi built-in pada processor yang terdiri dari perintah-perintah yang lebih ringkas dibandingkan dengan CISC.RISC memiliki keunggulan dalam hal kecepatannya sehingga banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan kalkulasi secara intensif.Karena chip ini berurusan dengan jenis instruksi lebih sedikit, chip RISC membutuhkan lebih sedikit transistor ketimbang chip CISC dan umumnya berkinerja lebih tinggi pada kecepatan clock yang sama,walaupun chip ini harus mengeksekusi lebih banyak instruksi lebih pendek untuk menyelesaikan sebuah fungsi. Kesederhanaan RISC juga mempermudah merancang prosesor superscalar - chip yang dapat mengeksekusi lebih dari satu instruksi pada satu saat. Hampir semua prosesor RISC dan CISC modern adalah superscalar; tetapi untuk mencapai kemampuan ini membuat desain lebih rumit.
CISC (baca ”sisk”, yang merupakan singkatan dari complex instruction set computing, dimana mikroprosesor memiliki lebih banyak instruksi yang terdapat di dalamnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.
