Dokumen tersebut membahas berbagai jenis semiconductor memory seperti RAM, ROM, dan varian-variannya. Jenis memory utama yang dibahas adalah DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM, Flash Memory, beserta karakteristik dan aplikasinya.

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 RAM
Struktur 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 dengan
memori 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 data
pada 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 pada
DRAM
1. 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 pasaran
SDRAM:
 PC66 = 66MHz
 PC100 = 100MHz
 PC133 = 133MHz
DDR 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 control
DDR2:
 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 contro
DDR3:
 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)