Your SlideShare is downloading. ×
5. semiconductor storage
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Saving this for later?

Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime - even offline.

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

5. semiconductor storage

891
views

Published on

Published in: Education, Technology, Business

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
891
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Semiconductor Memory
  • 2.  Download slide di http://rumah-belajar.org
  • 3. Karakteristik Volatility  Non-volatile Memory : Data tetap tersimpan meskipun energi listrik hilang. Semikonduktor yang memenuhi karakteristik ini : ROM (Read Only Memory) dan turunannya (EEPROM, FLASH). Optical dan Magnetic Storage termasuk dalam kategori ini  Aplikasi : penyimpanan data jangka panjang. Digunakan sebagai secondary/tertiary dan off-line storage.  Volatile Memory : Data hilang ketika energi listrik hilang. Akses data paling cepat. Semikonduktor yang memenuhi karakteristik ini : RAM  Aplikasi pada main memory, Processor register, Processor cache, data buffer pada hardisk
  • 4. Karakteristik Pembagian ROM (Non-volatile Memory)  1 sel berupa 1 buah Trasistor FET  Mask ROM : Data disimpan permanen tidak dapat dihapus dan direkam ulang. Perekaman biasanya pada proses fabrikasi  Aplikasi sebagai tempat Firmware untuk peralatan yang tidak perlu s/w update  Erasable Programmable ROM (EPROM) : Data dapat direkam dan dihapus ulang  Penghapusan dapat dilakukan dengan sinar ultra violet (UV- EPROM) atau secara elektrik (EEPROM)
  • 5. Karakteristik Pembagian ROM (Non-volatile Memory)  Flash Memory merupakan tipe spesifik dari EEPROM  Dapat merekam/hapus per blok (EEPROM lama seluruhnya)  Memerlukan tegangan yang kecil untuk merekam/hapus data  Read acces time cepat (namun masih lebih lambat dibandingkan DRAM)  Write acces time lambat  Bertipe NAND atau NOR Memory  Pemakaian  sebagai flash memory card (PCMCIA, SIM card, Compact Flash, MMC, Secure Digital Card (mini-micro)) yang digunakan untuk kamera digital, handheld/mobile computer/ phones, video game console  USB Flash Memory
  • 6. Karakteristik Pembagian RAM (Volatile Memory)  Dynamic RAM (DRAM): Data tersimpan harus di-baca atau di-tulis ulang secara periodik (refresh)  Struktur sederhana (1 bit atau 1 sel berisi 1 transistor dan 1 Capasitor), sehingga kepadatan sangat tinggi , 1 chip memory bisa berisi Jutaan Transistor  DRAM biasanya sel disusun matrik (array) persegi (sama panjang) , dalam satu baris dapat terdiri dari ratusan sel  Aplikasi : Main Memory  Static RAM : Data tersimpan tidak perlu di-refresh  Struktur kompleks (1 bit perlu min 6 Transistor) membentuk konfigurasi Bistable. Density rendah tapi lebih cepat dan irit daya (MOSFET) dibandingkan DRAM
  • 7. Karakteristik Accesability : Random Acces (vs Sequential Acces)  Lokasi bit dimanapun di memori dapat diakses pada waktu yang sama Addresability : Location addresable (Vs File addresable, content addresable) Performance  Kapasitas Memory  Latency (delay) : waktu yang diperlukan untuk mengakses lokasi memori (nano detik)  Throughput : kecepatan data untuk dapat (bit/sec.)
  • 8. Struktur dalam RAMStruktur DRAM Struktur SRAM
  • 9. DRAM Berdasarkan Transfer Data Asynchronous DRAM (seringkali disebut DRAM saja - Tradisional) : Transfer data langsung berdasarkan sinyal kendali input (R/W, EN) Synchronous DRAM (SDRAM) : transfer data baru terjadi atas dasar Signal Clock (yang biasanya disinkronisasi dengan clock bus) setelah menerima sinyal kendali input (R/W, EN)  Memungkinkan untuk operasi yang kompleks  Memungkinkan operasi pipeline
  • 10. Tipe SDRAM Single Data Rate SDRAM (SSR SDRAM) : transfer data sama dengan frekuensi Signal Clock (tipe awal) Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) : transfer data terjadi pada rising dan falling edge signal clock (double pumping) DDR 1, mentransfer data sebanyak 2 Word berurutan  Tipikal clock rate DDR 1 : 133, 166 dan 200 MHz (7,5, 6 dan 5 ns/cycle), secara umum ditulis sebagai DDR-266, DDR-333 dan DDR-400  Sebagai contoh bila untuk mentransfer 2 Word (lebar 64 bit) dengan frekuensi clock 100 Mhz maka transfer ratenya 100 MHz x 2 (dual rate) x 64 (jumlah bit yang ditransfer) / 8 (jumlah bit/byte) = 1600 MB/s  Terkait dengan DIMM 184 pin PC-2100, PC-2700 dan PC-3200
  • 11. Tipe SDRAM DDR 2, mentransfer data sebanyak 4 Word  Tipikal clock rate DDR 1 : 200, 266, 333 dan 400 MHz (5, 3,75, 3 dan 2,5 ns/cycle), secara umum ditulis sebagai DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667 dan DDR2-800  Terkait dengan 240 DIMM dikenal dengan PC2-3200 sampai dengan PC2-6400 DDR 3, mentransfer data sebanyak 8 Word  Tipikal clock rate DDR 1 : 400, 533 (2,5,1,8 ns/cycle), secara umum ditulis sebagai DDR3-800, DDR2-1066  Terkait dengan 240 DIMM dikenal dengan PC2-6400 dan PC3 - 8500)
  • 12. Perbandingan DRAM denganmemori lainnya
  • 13. SIMM vs DIMM(I) SIMM memiliki jalur data 32-bit, SIMM pada setiap sisinya memiliki jalur listrik yang sama 30- (top) and 72-pin (bottom) SIMMs. Early 30-pin modules commonly had either 256 KB or 1 MB of memory.
  • 14. SIMM vs DIMM(II) DIMM memiliki lebar data 64 bit DIMM memiliki jalur listrik yang berbeda pada setiap sisi modulnya Two types of DIMMs: a 168-pin SDRAM module (top) and a 184-pin DDR SDRAM module (bottom).
  • 15. SDR, DDR, DDR2.. SDR mentransfer data setiap rising edge dari pulsa clock dan tidak memiliki prefetch buffer. DDR mentransfer data setiap rising edge dan falling edge dari pulsa clock serta memiliki prefetch buffer sebesar 2bit.Misal DDR2 mentransfer data setiap rising edge dan falling edge dari pulsa clock serta memiliki prefetch buffer sebesar 4 bit. Bisa beroperasi dengan frekuensi clock yang lebih tinggi dibandingkan DDR biasa.
  • 16. Metode penyimpanan datapada DRAM
  • 17. Proses Pembacaan DRAM Komputer mengirim Alamat dari baris(Row) dari memori yang akan diakses dan mengaktifkan sinyal RAS. Sel memori pada baris tersebut aktif, mengoperasikan transistor pada baris tersebut dan menghubungkan kapasitor pada sense lines. Sinyal Write Enable dibuat Low. Komputer kemudian mengirim Alamat dari kolom yang akan diakses dan mengaktifkan sinyal CAS . Sense lines tersambung pada sense amplifier yang menganalisa apakah data pada baris dan kolom tersebut bernilai 1 atau 0 dan mengambilnya. Memori merefresh data pada Row tersebut dan sinyal CAS serta RAS dibuat low.
  • 18. Fast Page Mode
  • 19. Proses Penulisan DRAM Komputer mengirim Alamat dari baris(Row) dari memori yang akan diakses dan mengaktifkan sinyal RAS. Sel memori pada baris tersebut aktif, mengoperasikan transistor pada baris tersebut dan menghubungkan kapasitor pada sense lines. Sinyal Write Enable dibuat High. Komputer kemudian mengirim Alamat dari kolom yang akan diakses dan mengaktifkan sinyal CAS . Sense lines tersambung pada data yang akan ditulis dan menulisnya pada memori. Memori merefresh data pada Row tersebut dan sinyal CAS kemudian RAS dibuat low
  • 20. Metode refresh Data padaDRAM1. RAS Refresh: secara sekuensial mengirim alamat setiap baris pada memori dan memberi sinyal RAS sehingga data pada setiap baris tersebut akan di-refresh.2. Hidden or CAS-Before-RAS Refresh: dengan mengirimkan sinyal CAS sebelum sinyal RAS, chip memori menggunakan konter internalnya untuk mengirimkan alamat baris. Dengan begini setiap baris akan di-refresh dengan lebih cepat dibandingkan metode pertama. Metode ini harus diimplementasikan pada memory controller.
  • 21. Setting Kecepatan DRAM RAS to CAS Delay: Waktu delay ketika Row Address Select berubah menjadi Low setelah Column Address Select berubah menjadi nilai Low. Biasanya bernilai 30 ns. RAS Precharge : Seberapa cepat memori bisa diakses kembali setelah diakses melalui sinyal RAS. Biasanya bernilai sama dengan waktu akses. Jika waktu akses 70ns maka memori bisa diakses kembali setelah 70 ns juga. CAS Precharge: Seberapa cepat memori bisa diakses kembali setelah diakses melalui sinyal Ras. Ini biasanya untuk pengaksesan Page mode dan Static Column. MUX to CAS Delay: Waktu delay ketika pergantian address line sampai bisa diisi dengan Sinyal CAS. Biasanya sebesar 15ns.
  • 22. Teknologi Dual Channel Pada teknologi Dual Channel Daripada menggunakan satu kanal memori, kanal kedua ditambahkan secara paralel sehingga dengan dua kanal bekerja secara bersamaan akan memperbesar jalur data antara memori dan CPU sehingga mengurangi bottleneck.
  • 23. Jenis-jenis di pasaranSDRAM: PC66 = 66MHz PC100 = 100MHz PC133 = 133MHzDDR SDRAM: PC1600 = 200MHz data & strobe / 100MHz clock for address and control PC2100 = 266MHz data & strobe / 133MHz clock for address and control PC2700 = 333MHz data & strobe / 166MHz clock for address and control PC3200 = 400MHz data & strobe / 200MHz clock for address and controlDDR2: PC2-3200 = 400MHz data & strobe / 200MHz clock for address and control PC2-4200 = 533MHz data & strobe / 266MHz clock for address and control PC2-5300 = 667MHz data & strobe / 333MHz clock for address and control PC2-6400 = 800MHz data & strobe / 400MHz clock for address and controDDR3: PC3-6400: DDR3-SDRAM memory stick specified to run at 400 MHz using DDR3- 800 chips, 6.40 GB/s bandwidth PC3-8500: DDR3-SDRAM memory stick specified to run at 533 MHz using DDR3- 1066 chips, 8.53 GB/s bandwidth
  • 24. Variasi jenis RAM(I) SRAM: Static random access memory uses menggunakan beberapa transistor, biasanya 4 atau 6 transistor untuk setiap sel memori tetapi tidak menggunakan kapasitor. Biasanya digunakan sebagai cache. DRAM: Dynamic random access memory memiliki sel memori berupa 1 transistor dan 1 kapasitor yang membutuhkan penyegaran data secara konstan. FPM DRAM: Fast page mode dynamic random access memory merupakan pendahulu dari DRAM. FPM menunggu seluruh proses pelacakan lokasi bit data dalam kolom dan baris yang kemudian membaca bit tersebut sebelum melanjutkan ke bit selanjutnya. Transfer rate maksimum ke L2 cache mendekati 176MBps. EDO DRAM: Extended data-out dynamic random access memory tidak menunggu seluruh proses pencarian lokasi bit pertama sebelum melanjutkan ke bit berikutnya. Segera setelah alamat dari bit pertama ditemukan EDO DRAM mulai mencari bit selanjutnya. EDO DRAM lebih cepat 5% daripada FPM, maksimum transfer rate ke L2 cache mendekati 264MBps. SDRAM: Synchronous dynamic random access memory mengambil keuntungan dari konsep burst mode untuk meningkatkan performansi. SDRAM melakukannya dengan tetap pada baris yang memiliki bit yang diminta dan bergerak dengan cepat melewati tiap kolom, membaca setiap bit dalam perjalanannya. Sumber idenya adalah kebanyakan waktu yang diperlukan oleh CPU adalah sekuensial. SDRAM lebih cepat sekitar 5% dari EDORAM. Transfer rate maksimum ke L2 cache sekitar 528MBps.
  • 25. Variasi jenis RAM(II) DDR SDRAM: Double data rate synchronous dynamic RAM mirip dengan SDRAM kecuali dia memiliki bandwith lebih tinggi yagn artinya lebih cepat. Transfer rate maksimum mendekati 1064 MBps( untuk DDR SDRAM 133 MHz) RDRAM: Rambus dynamic random access memory adalah pengembangan radikal dari arsitektur DRAM terdahulu. RDRAM menggunakan Rambus In-line Memory Module (RIMM) yang mirip dengan jumlah dan konfigurasi pin dari DIMM standar. Yang berbeda adalah DRAM menggunakan data bus berkecepatan tinggi bernama kanal Rambus. Chip memori RDRAM bekerja secara paralel untuk mendapatkan data rate 800 MHz atau 1600MBps. Karena bekerja dengan kecepatan tinggi RDRAm menghasilkan panas yang tinggi pula sehingga dibutuhkan heat spreader. VRAM: VideoRAM, dikenal juga sebagai Multiport Dynamic Random Access Memory(MPDRAM) merupakan tipe RAM yang digunakan khusus untuk adaptor video atau 3-D akselerator. Kalimat Multiport datang dari fakta bahwa VRAM biasanya memiliki 2 port akses independen sehingga memperbolehkan CPU dan prosesor grafis mengakses VRA< secara simultan. VRAM berlokasi di kartu grafis dan datang dengan banyak format. Jumlah dari VRAM mempengaruhi resolusi dan kedalaman warna dari display. VRAM juga digunakan untuk menyimpan informasi yang berkaitan dengan grafis seperti data geometri 3-D dan peta tekstur. Multiport VRAM yang sebenarnya bisanya mahal sehingga sekarang banyak akrtu grafis yang menggunakan SGRAM(Synchronous Graphics RAM) yang lebih murah.
  • 26. Quiz 2 Magnetic Storage  Jelaskan tipe magnetic storage berdasarkan tipe data yang tersimpan dan tipe akses maupun penggunaannya  Jelaskan Metode Penyimpanan Magnetis pada platter  Sebutkan Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan Harddisk Solid State Memory  Jelaskan tipe dan turunannya dari solid state, mulai dari konsep volatile dan non-volatile  Jelaskan dua jenis RAM khusus yang anda ketahui dibawah ini (FMP RAM, EDO RAM, VRAM, RDRAM)