Memory ( RAM & ROM )

A.    RAM (Random Access Memory)

Gambar 1.1 RAM

Sejarah RAM - RAM (Random Access Memory) ditemukan oleh Robert Dennard dan diproduksi secara besar-besaran oleh intel pada tahun 1968. Dari awal mulanya sampai sekarang RAM telah banyak mengalami perubahan. Mulai dari bentuk, kapasitas, kecepatan dan teknologi pada RAM yang ada saat ini sudah jauh berbeda dengan RAM generasi awal.

Memori RAM (Random Access Memory) adalah alat elektronik yang berfungsi untuk menyimpan data komputer yang bersifat sementara, dan hanya bekerja pada saat komputer hidup saja. Dari pengertian RAM tersebut, maka Anda tahu bahwa ia bersifat temporer dan volatile. Oleh karena itu diciptakan suatu media penyimpanan lain yang sifatnya permanen. Ini biasanya disebut sebagai secondary storage. Secondary storage bersifat tahan lama dan juga tidak volatile, ini berarti semua data atau program yang tersimpan di dalamnya bisa tetap ada walaupun daya atau listrik dimatikan. Beberapa contoh dari secondary storage ini misalnya adalah magnetic tape, hardisk, magnetic disk dan juga optical disk. Ram juga berfungsi mengolah data dan instruki yang ditulis atau dibaca oleh buah system bagian dari komputer yang sangat penting. Dengan fungsi tersebut maka Anda bisa menjalankan dua aktifitas sekaligus, yaitu menulis dari RAM dan membaca data dari RAM. Semakin berat aplikasi yang akan dijalankan, maka bobot RAM akan semakin besar. Struktur RAM dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:

1.      Input storage, berfungsi untuk menampung input atau masukan yang dimasukkan dari alat input.

2.      Program Storage, bagian dari RAM yang berfungsi sebagai penyimpan intruksi program yang akan diakses.

3.      Working Storage, merupakan bagian dari memori yang bertugas menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.

4.      Output Storage, berfungsi untuk menampung hasil akhir dari data yang akan di tapilkan ke perangkat output.

RAM mempunyai kemampuan untuk melakukan pengecekan dari data yang disimpannya, yang disebut dengan istilah parity check. Bila data hilang atau rusak, dapat diketahui dari sebuah bit tambahan yang disebut dengan parity bit atau check bit. Oleh karena itu dalam topik pengertian RAM ini, Paseban tambahkan beberapa terminologi yang sering digunakan pada pembahasan RAM:

Bit, yaitu suatu sistem penomoran biner yang mewakili unit terkecil dari data dalam suatu sistem komputer. Suatu bit hanya terdiri dari dua buah angka yaitu 1 dan 0. Di dalam komputer, sebuah 0 berarti suatu sinyal elektronik atau magnetis adalah tiada atau absen, sementara 1 berarti sebaliknya.

Byte, yaitu suatu grup dari delapan bit. Sebuah byte mewakili satu karakter, satu digit atau satu nilai. Kapasitas dari memory komputer, atau RAM, dinyatakan di dalam bytes atau sekumpulan dari bytes.

Misalnya, 1 byte memory di RAM terdiri dari 8 bit, sebagai parity bit digunakan sebuah bit tambahan, sehingga menjadi 9 bit.

Perkembangan RAM
Pada saat ini RAM memiliki perkembangan yang sangat pesat seiring dengan perkembangan komputer, mulai dari bentuk, model dan kapasitas dari RAM itu sendiri. RAM merupakan salah satu komponen yang sangat penting untuk komputer karena kapasitas dari RAM sangat berpengaruh pada kecepatan akses komputer, jadi semakin besar kapasitas RAM maka semakin cepat pula kecepatan akses komputer tersebut. Berikut adalah perkembangan RAM sampai saat ini:

1. SDRAM (mempunyai jumlah pin 168 dan terdapat 2 celah dibagian kakinya yang digunakan untuk komputer Pentium I sampai Pentium 4 model lama. RAM jenis ini sudah sangat ditemui lagi karena sudah diganti dengan model RAM yang baru)
2. Rambus DRAM (RAM yang digunakan untuk komputer pentium IVyang sudah memiliki fasilitas 2 chanel)
3. Sybclink DRAM( RAM yang mempunyai bandwidth maximum 1600 MB/sec dan mempunyai kecepatan 200 MHz.)

4.      DDR (double data rate) RAM generasi 1 merupakan memori yang mulai menggunakan teknologi double clock cycle. Ini berbeda dengan SDR (single data rate) RAM yang hanya mampu melakukan single clock cycle. Sehingga DDR RAM mampu mentransfer data dua kali lebih cepat.

5.      DDR2 RAM (memiliki clock cycle dua kali lebih banyak. Artinya, kemampuanya dua kali lebih cepat dibandingkan DDR1. Memory clock-nya terentang dari 100 MHz sampai 266 MHz. Jenis DDR2 memiliki nama standar DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800 dan DDR2-1066. Dan frekuensi transfer antara 400-1966 MHz.DDR RAM versi 1 ini dikembangkan sejak 1996 sampai 2000).

6. DDR3 RAM
   Sementara DDR3 RAM, dari segi memory clock-nya tak jauh beda dengan DDR2 yaitu dari 100 MHz sampai 266 MHz. Bedanya terletak frekuensi transfernya yang lebih tinggi yaitu mencapai 2133 MHz (DDR2 maksimal hanya sampai 1066 MHz) dan voltasenya yang lebih hemat yaitu hanya 1.5v (DDR2 memerlukan voltase 1.8v dan DDR 1 dengan 2.5/2.6v).

7.      DDR4
Dalam Komputer, DDR4 SDRAM, singkatan untuk tipe Double Date Rate Random Access Memory, adalah jenis dynamic random-access memory (DRAM) dengan Interface bandwidth tinggi diharapkan akan dirilis ke pasar pada tahun 2012 . ini adalah salah satu dari beberapa varian dari DRAM yang telah digunakan sejak awal 1970-an dan tidak kompatibel dengan semua jenis sebelumnya random access memory (RAM) karena tegangan sinyal yang berbeda, antarmuka fisik dan faktor-faktor lainnya.

Memori DDR4 ini diklaim sebagai memory generasi Terbaru yang memiliki Tingkat kecepatan transfer rate 2133 – 4266 MT/ second dimana yang kita ketahui sekarang masih tekhnologi DDR3 dan itu dengan kecepatan 800MT/second.

8.      SO-DIMM 

Small Outline Dual In-Line Memory Module (SO-DIMM) merupakan jenis memory yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya kira-kira setengah dari besar DDR biasa sehingga dapat lebih menghemat ruang yang tentunya  sangat berharga pada perangkat mobile seperti notebook. Perkembangan generasi SO-DIMM biasanya sejalan dengan perkembangan RAM untuk komputer desktop. Ketika DDR3 SDRAM diluncurkan dipasaran, DDR3 SO-DIMM juga ikut diluncurkan. Modul tersebut menggunakan slot yang memiliki 204 pin. Lebih sedikit daripada DDR3 SDRAM.

Hal-hal yang harus diperhatikan pada saat memasang RAM:

• Pastikan antara RAM dengan slot yang ada pada motherboard sesuai.
• Hati-hati saat memasang RAM pada slot RAM, apalagi jenis SDRAM karena jika terjadi kesalahan atau terbalik pada saat pemasangan, RAM bisa patah.
• Jangan lupa buka pengunci RAM sebelum memasang RAM pada slot RAM
• Setelah RAM terpasang jangan lupa kunci RAM dengan pengunci RAM.

RAM memiliki beberapa bagian utama, yaitu mulai dari :

• PCB ( Printed Circuit Board )

papan utama RAM yang tersusun atas beberapa layer, pada setiap lapisan layer terpasang jalur / circuit untuk mengalirkan data ataupun sebagai tempat penyalur daya listrik. semakin luas penampang yang tersedia dalam merancang jalur, memungkinkan jarak antar jalur dan lebar jalur dapat diatur dengan lebih leluasa, dan menghindari noise interferensi antarjalur pada PCB. Dan secara keseluruhan akan membuat modul memory tersebut lebih stabil dan cepat kinerjanya.

• Contact Point

adalam bagian RAM yang berfungsi sebagai konektor ke Motherboard ,  terdiri atas beberapa titik dan di batasi oleh satu atau dua buah lekukan yang disebut sebagai NOTCH, lekukan ini berfungsi untk mencegah adanya kesalahan dalam pemasangan RAM pada motherboard.

• DRAM ( Dynamic Random Access memory )

adalah komponen berbentuk kotak yang berwarna hitam terpasang pada PCB RAM, sebagai tempat menampung Data dalam kurun waktu yang singkat, dan harus di-refresh secara berkala ( Periodik ). bentuk dari DRAM sangat beragam.

- FSB (Front Side Bus) :

besarnya jalur data antara prosessor dan RAM. FSB diibaratkan dalam lalu lintas adalah jalan tol, semakin lebar dan banyak jalan tol, maka semakin cepat pula lalu lintas kendaraan. Kalau di komputer kendaraan ini adalah aliran data. Dalam memilih memory RAM sebaiknya FSB nya disesuaikan dengan FSB motherboard, agar diperolah kinerja yang maksimal. Misalnya Vi-Gen 512 Mb DDR2 PC6400 berarti memiliki FSB 800 MHz (PC6400 dibagi 8 byte).

Gambar1 .2

- Bandwith : besarnya data yang dapat diproses dalam satu detik, dengan satuan (Mb/s). Pada memory tipe DDR biasanya dicantumkan ukuran bandwith-nya. Misalnya Vi-Gen 512 Mb DDR2 PC6400 berarti memiliki bandwith 6400 Mb/s, artinya dalam satu detik data yang dapat diproses sebesar 6400 Mb.

- Jumlah IC : jumlah IC dalam keping memory RAM, semakin banyak jumlah IC semakin sedikit jumlah kapasitas per IC. Ada pertanyaan, lebih bagus mana memory RAM dengan IC sedikit atau banyak? Dari berbagai sumber sebenarnya tidak ada perbedaan kualitas kecepatan yang dihasilkan baik IC banyak maupun sedikit, terutama sejak jenis memory DDR keatas. Namun untuk memori jenis SDRAM, pernah dijumpai motherboard yang hanya support dengan memory RAM dengan jumlah IC tertentu, meskipun itu jarang sekali dijumpai.

Bagian-bagian memory RAM :

Gambar 1.3 Bagian RAM

1. Printed Circuit Board (PCB). Umumnya RAM memiliki PCB dengan 6-layers.
2. SMT. SMT adalah komponen elektronik penunjang seperti resistor, kapasitor, dsb.
3. Notch. Merupakan lubang pengunci agar RAM Cuma bisa masuk ke slot yg sesuai.
4. Pin. Kaki-kaki RAM yg berhubungan (contact) dengan slot Motherboard.
5. ICs (Integrated Circuit). Komponen elektronik Memory.
6. Serial Presence Detect (SPD). Sebuah IC kecil penyimpan data konfigurasi dari RAM.
7. Circuit. Jalur-jalur listrik / data yg menghubungkan item komponen pada RAM.

Timing RAM - Timing pada RAM merupakan ukuran waktu delay RAM yang terjadi ketika prosesor berusaha mengakses data yang ada di RAM. Hal ini terjadi karena prosesor modern saat ini memiliki frekuensi kerja yang jauh lebih cepat dari pada RAM. Timing merupakan salah satu ukuran yang menentukan kecepatan sebuah modul RAM selain bandwidth. Semakin ketat timing RAM dan semakin besar bandwith maksimal yang bisa dicapai, maka semakin cepat kinerja dari RAM tersebut. Namun tentu saja kedua aspek ini biasanya bertolak belakang, jika ingin mendapatkan timing yang ketat, kita harus menurunkan bandwidthnya agar komputer tetap stabil. Begitu pula sebaliknya, untuk mencapai bandwidth yang lebih tinggi, timing harus dibuat lebih longgar.Pada modul RAM modern saat ini, biasanya sudah disertakan Serial Presence Detect (SPD) yang berisi pengaturan timing RAM secara otomatis yang disarankan oleh produsennya pada frekuensi kerja tertentu. Namun pengguna komputer dapat mengaturnya secara manual melalui pengaturan yang ada di dalam BIOS. Hal ini merupakan hal yang paling sering dilakukan pada saat mengoverclock RAM agar bisa dicapai bandwidth setinggi mungkin dengan timing seketat mungkin. Ada 5 jenis timing RAM yang paling sering diotak-atik oleh para overclocker karena memiliki dampak yang paling besar terhadap kinerja dan kestabilan, yaitu :

1. CAS Latency (CL)
CAS Latency merupakan delay waktu yang terjadi ketika memory controller memerintahkan kepada RAM untuk mengakses suatu data yang terletak pada kolom dan baris tertentu sampai data tersebut mencapai pin yang ada pada modul RAM sehingga dapat langsung ditransfer ke prosesor.

2. tRCD (Row Address to Column Address Delay Time)
tRCD merupakan jumlah siklus clock yang dibutuhkan untuk membuka baris memory dan mengakses kolom yang terdapat di dalamnya.

3. tRP (Row Percharge Time)
tRP merupakan jumlah siklus clock yang dibutuhkan untuk precharge command sampai mengakses baris memory berikutnya.

4. tRAS (Row Access Strobe Time)
tRAS merupakan jumlah siklus clock yang dibutuhkan antara bank active command dan terjadinya precharge command. Biasanya besarnya merupakan jumlah dari CL+tRCD+tRP.

5. Command Rate (CR)
Command Rate merupakan jumlah siklus clock yang dibutuhkan untuk menemukan barisan pertama data yang ingin dicari.Biasanya pada sebuah modul RAM, timing dituliskan dengan format CL-tRCD-tRP-tRAS CR. Misalnya sebuah modul ram DDR2 dengan kapasitas 2GB yang bekerja pada frekuensi 800MHz membutuhkan tegangan 1,8v dan mempunyai CL 5, tRCD 5, tRP 5, tRAS 15 dan CR 1T, pada spesifikasi modul ram tersebut akan dituliskan : DDR-2 PC6400 2048MB 5-5-5-15 1T 1,8v.

Cara Kerja RAM - Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor.

Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz). Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah.

Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah menggunakan teknologi digital. Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).

B.     ROM

ROM mempunyai tugas untuk menyimpan program yang sifatnya tetap atau permanen, tidak tergantung pada keberadaan arus listrik (nonvolatile), dan program yang tersimpan dalam ROM mempunyai sifat hanya bisa dibaca oleh para pengguna komputer. Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat dilakukan dengan mudah. Biasanya program / data yang ada dalam ROM ini diisi oleh pabrik yang membuatnya. Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk menyimpan firmware (perangkat lunak yang berhubungan erat dengan perangkat keras).

ROM modern didapati dalam bentuk IC, persis seperti medium penyimpanan/memori lainnya seperti RAM. Untuk membedakannya perlu membaca teks yang tertera pada IC-nya. Biasanya dimulai dengan nomer 27xxx, angka 27 menunjukkan jenis ROM , xxx menunjukkan kapasitas dalam kilo bit ( bukan kilo byte )Data-data biasanya sudah terisi dan disediakan oleh pabrik perakitnya. Contoh data-data ROM yang sering muncul adalah saar komputer dihidupkan maka akan terbaca semua konfigurasi perangkat yang terintegrasi dalam komputer tersebut.

Isi data pada ROM misalnya adalah program Basic Input Output System (BIOS), yang berfungsi untuk mengendalikan perpindahan data antar mikroprosesor ke komponen lain yang meliputi keyboard, monitor, printer, dan lainnya. Program BIOS juga mempunyai fungsi self diagnostic, atau memeriksa kondisi yang ada dalam dirinya yang dinamakan Power on Self Test (POST).

• Jenis-jenis ROM

1. Mask ROM

Mask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak dapat di up-grade.

2. PROM (Programmable Read-Only Memory)

PROM merupakan sebuah chip memory yang hanya dapat diisi data satu kali saja. Sekali saja program dimasukkan ke dalam sebuah PROM, maka program tersebut akan berada pada PROM seterusnya.

3. EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory)

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah sebuah ROM yang dapat diprogram ulang dan dihapus. Berdasarkan proses pengisiannya terdapat dua jenis EPROM, yaitu UV EPROM dan EEPRb OM. UV EPROM (Ultraviolet EPROM) membutuhkan cahaya ultraviolet untuk menghapus data yang ada di dalamnya, sedangkan EEPROM (Electrical EPROM) yang hanya menggunakan aliran listrik saja dalam menghapus atau mem-program ulang isinya.

4. EEPROM ( Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

EEPROM merupakan kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. EEPROM adalah tipe khusus dari PROM (Programmable Read-Only Memory ) yang bisa dihapus dengan memakai perintah elektris.

C.    PERBEDAAN RAM dan ROM

a. Read Only Memory (ROM), berfungsi untuk menyimpan pelbagai program yang berasal dari pabrik komputer. Sesuai dengan namanya, ROM (Read Only Memory), maka program yang tersimpan didalam ROM, hanya bisa dibaca oleh parapemakai.

b. Random Access Memory (RAM), merupakan bagian memory yang bisa digunakan oleh para pemakai untuk menyimpan program dan data.

c. OM bisa diibaratkan sebuah tulisan yang sudah tercetak, dimana pemakai hanya bisa melakukan pembacaan data yang ada di.dalamnya tanpa bisa melakukan perubahan apapun pada tulisan yang ada. ROM biasanya berisi instruksi/program khusus yang bisa digunakan pemakai untuk memanfaatkan komputer secara maksimal.

d. ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’.

e. Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off).

f. ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off).

g. ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit.