pertemuan 10-sistem-memori2

ORGANISASI KOMPUTER

MATA KULIAH:

PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

SISTEM MEMORI

MEMORI CHACE, MEMORI VIRTUAL, PENYIMPANAN SEKUNDER

2013

CREATED BY:

FRANS RUMENGAN D. 1129040049

PTIK 02 2011

MEMORI CHACE

Kecepatan memori utama sangat rendah

dibandingkan dengan kecepatan prosesor modern. Untuk

performa yang baik, prosesor tidak dapat membuang

waktunya dengan menunggu untuk mengakses instruksi dan

data pada memori utama.

Karenanya, sangat penting untuk memikirkan suatu

skema yang mengurangi waktu dalam mengakses informasi.

Karena kecepatan unit memori utama dibatasi oleh batasan

elektronik dan packaging, maka solusinya harus dicari dalam

pengaturan arsitektur yang berbeda.

Solusi yang efisien adalah menggunakan memori

cache cepat yang sebenarnya membuat memori utama

tampak lebih cepat bagi prosesor daripada sebenarnya.

Penggunaan memori cache.

FUNGSI MAPPING

Untuk membahas metode yang mungkin untuk

menetapkan dimana blok memori ditempatkan di dalam

cache, kita menggunakan contoh kecil yang spesifik.

Perhatikanlah suatu cache dengan 128 blok yang

masing-masing terdiri dari dari 16 word, sehingga total 2048

(2K) word, dan asumsikan bahwa memori utama adalah

addressable dengan alamat 16-bit. Memori utama memiliki

64K word, yang akan kita tampilkan sebagai blok 34K yang

masing-masing trdiri dari 16 word. Untuk penyederhanaan,

kita mengasumsikan bahwa alamat yang berurutan mengacu

pada word yang berurutan.

Direct Mapping

Cache direct-mapped

Associative Mapping

Cache Associative-mapped

Set-associative mapping

Cache set-associative-mapped dengan dua blok per set

ALGORITMA PENGGANTIAN

Dalam cache direct mapped, posisi tiap blok

ditetapkan sebelumnya; karenanya tidak ada strategi

penggantian. Dalam cache associative dan set associative

terdapat beberapa fleksibilitas. Pada saat blok baru dibawa

ke dalam cache dan semua posisi yang mungkin untuk

dipergunakannya telah penuh, maka controller cache harus

memutuskan blok lama mana yang di over-write.

Ini merupaka persoalan penting karena keputusan

tersebut dapat menjadi factor penentu yang kuat dalam

performa system. Secara umum, tujuannya adalah

memepertahankan blok di dalam cache yang tampakknya

akan direferensi dalam waktu singkat.

CONTOH TEKNIK MAPPING

Contoh detil mengilustrasikan efek teknik mapping cache

yang berbeda. Asumsikan bahwa prosesor memiliki cache

instruksi dan data terpisah. Agar contoh tersebut tetap

sederhana, asumsikan cache data hanya memiliki ruang

untuk delapan blok data. Asumsikan juga bahwa tiap blok

hanya terdiri dari 16 bit word data dan memori word

addressable dengan 16 bit alamat.

Cache Direct - Mapped

Cache Associative-Mapped

CONTOH CACHE DALAM PROSESOR KOMERSIAL

Cache 68040 68040 Motorola memiliki dua cache yang disertakan pada chip prosesor - satu digunakan untuk instruksi dan yang lain untuk data. Cache ARM710AT Famili ARM terdiri dari prosesor yang memiliki arsitektur RISC-type efisien, yang dikarakterisasi dengan biaya rendah dan konsumsi daya rendah. ARM710T adalah salah satu dari prosesor dalam famili ini. Prosesor ini memiliki cache tunggal untuk instruksi dan data. Cache Pentium III Pentium III adalah prosesor performa tinggi. Karena performa tinggi tergantung pada akses cepat ke instruksi dan data, maka Pentium III menggunakan dua tingkat cache. Cache Pentium 4 Prosesor Pentium 4 dapat mempunyai hingga tiga tingkat cache. Cache L 1 terdiri dari cache data dan instruksi terpisah. Cache data memiliki kapasitas 8K byte, diatur dalam cara 4-way set-associative.

PERTIMBANGAN PERFORMA

Dua faktor kunci dalam kesuksesan komersial komputer

adalah performa dan biaya; tujuannya adalah performa

terbaik yang dimungkinkan pada harga terendah.

Tantangan dalam menetapkan alternatif desain adalah

untuk meningkatkan performa tanpa meningkatkan biaya.

Pengukuran umum kesuksesan adalah rasio

harga/performa. Dalam bagian ini, kita membahas fitur

khusus desain memori yang menghasilkan performa tinggi.

Performa tergantung pada seberapa cepat instruksi mesin

dapat dibawa ke dalam prosesor untuk eksekusi dan

seberapa cepat instruksi tersebut dapat dieksekusi.

Interleaving

Hit Rate DAN Miss Penalty

Cache dalam Chip Prosesor

Pengembangan Lainnya

Write Buffer

Prefetching

Cache Lookup-Free

MEMORI VIRTUAL

Teknik yang secara otomatis memindahkan program dan

blok data ke dalam memori utama fisik pada saat diperlukan

untuk eksekusi disebut teknik memori-virtual. Program dan

prosesor, mereferensi instruksi dan ruang data yang bebas

dari ruang memori utama fisik yang tersedia.

Translasi Alamat

Transisi alamat memori-virtual

PERSYARATAN MANAJEMEN MEMORI

Routine manajemen adalah bagian darI sistem operasi

komputer. Sangat baik untuk menggabungkan routine sistem

operasi ke dalam ruang alamat virtual, disebut ruang sistem,

yang terpisah dari ruang virtual dimana terdapat program

aplikasi user. Ruang berikutnya disebut ruang user

Persyaratan penyimpanan besar kebanyakan sistem

komputer secara ekonomis direalisasikan dalam bentuk

disk magnetik, disk optik, dan tape magnetik, yang

biasanya disebut sebagai perangkat penyimpanan

sekunder.

PENYIMPANAN SEKUNDER

Harddisk

Media penyimpanan dalam sistem disk-magnetik terdiri

dari satu atau lebih disk yang dipasangkan pada

kumparan bersama. Film magnetik tipis disimpan pada

tiap disk, biasanya pada kedua sisi. Disk tersebut

diletakkan dalam drive berputar sehingga permukaan

termagnetisasi bergerak sangat dekat dengan head

baca/tulis

Floppy Disk

Floppy disk adalah unit disk yang lebih kecil, sederhana, dan

murah yang terdiri dari disket (diskette) plastik, yang

fleksibel dan removable yang dilapisi dengan bahan

magnetik. Disket diwadahi dalam selubung plastik, yang

memiliki bukaan di mana head baca/tulis kontak dengan

disket.

Disk Optik

Compact disk (CD) lazim, yang digunakan dalam sistem

audio, merupakan aplikasi praktis pertama dari teknologi

ini. Segera sesudahnya, teknologi optik diadaptasi ke

lingkungan komputer untuk menyediakan penyimpanan

read-only kapasitas-tinggi yang disebut CD-ROM.

Tape Magnetik

Tape magnetik biasanya digunakan untuk tujuan backup

harddisk dan media penyimpanan arsip. Perekaman

magnetic-tape menggunakan prinsip yang sama dengan

yang digunakan dalam perekaman magnetic-disk.

REFERENSI

Hamacher, Carl dkk. Organisasi Komputer edisi 5. Penerbit

Andi. Yogyakarta. 2004

THANK’S