Pengertian DRAM dan Fungsinya

Pengertian DRAM dan Fungsinya - Pada era komputasi modern, hampir tidak ada yang bisa menghindari interaksi dengan DRAM atau Dinamis Random-Access Memory. DRAM adalah salah satu jenis memori utama yang digunakan dalam perangkat elektronik, dan fungsinya yang vital dalam menyimpan data memungkinkan berbagai aktivitas komputasi yang kita lakukan sehari-hari. Dalam artikel ini, kita akan menjelaskan apa itu DRAM, bagaimana ia bekerja, keuntungan dan kelemahannya, serta peran pentingnya dalam ekosistem komputasi.

Pengertian DRAM dan Fungsinya

Pengertian DRAM dan Fungsinya

DRAM, singkatan dari Dynamic Random-Access Memory, adalah salah satu jenis memori akses acak yang paling umum digunakan dalam perangkat elektronik saat ini. Ini adalah komponen penting dalam komputer, ponsel pintar, tablet, dan berbagai perangkat elektronik lainnya. DRAM berfungsi sebagai penyimpanan sementara (temporary storage) untuk data yang digunakan oleh komputer saat ini.

Salah satu karakteristik utama DRAM adalah kemampuannya untuk menyimpan setiap bit data dalam kapasitor yang terpisah dalam satu sirkuit terpadu. Dalam DRAM, setiap bit data diwakili oleh keadaan kapasitor, yang dapat berada dalam salah satu dari dua keadaan: terisi (representing "1") atau kosong (representing "0"). Konsep dasar ini memungkinkan DRAM untuk mengakses data secara acak, yang berarti ia bisa mengambil data dari alamat mana pun dalam waktu yang relatif singkat.

Prinsip Kerja DRAM

Struktur Dasar DRAM

Untuk memahami bagaimana DRAM bekerja, penting untuk memahami struktur dasarnya. DRAM biasanya diatur dalam bentuk array dengan satu kapasitor dan satu transistor per sel. Panjang garis yang menghubungkan setiap baris dalam array ini dikenal sebagai "baris kata." 

Setiap kolom terdiri dari dua baris, masing-masing terhubung ke setiap penyimpanan sel di kolom. Biasanya, mereka dikenal sebagai + (plus) dan - (minus) bit baris. Terdapat juga amplifier perasa yang terhubung antara bit baris ini. Amplifier perasa adalah sepasang inverters yang berfungsi untuk menguatkan sinyal.

Operasi Membaca Data

Proses membaca data dari DRAM melibatkan beberapa langkah:

Precharge: Pada awalnya, bit baris diisi dengan tegangan tinggi antara tingkat logika menengah dan rendah untuk membuatnya seimbang dan setepat mungkin.

Aktifkan Baris: Baris kata yang sesuai dengan alamat yang diminta diaktifkan, menghubungkan kapasitor penyimpanan dengan baris bit yang benar. Ini mengubah tegangan pada baris.

Mengaktifkan Amplifier Perasa: Amplifier perasa diaktifkan, dan tanggapan positif mengambil alih untuk menyeimbangkan perbedaan tegangan antara bit baris.

Membaca Data: Data dari DRAM diambil dari amplifier perasa dan dipilih oleh alamat kolom yang sesuai. Ini adalah langkah di mana data benar-benar dibaca dari DRAM.

Pemulihan Charge: Selama proses membaca, arus mengalir dari bit baris ke penyimpanan sel. Charge ini harus dikembalikan (refresh) ke penyimpanan sel untuk mencegah kehilangan data.

Menonaktifkan Baris dan Amplifier Perasa: Setelah selesai membaca, baris kata dinonaktifkan, perasa amplifier dimatikan, dan bit baris diprecharge lagi.

Operasi Penyegaran (Refresh)

Salah satu fitur penting dari DRAM adalah perlunya penyegaran secara berkala. Karena kapasitor dalam DRAM selalu bocor, informasi yang disimpan dalam bentuk muatan akan hilang seiring berjalannya waktu. 

Oleh karena itu, setiap baris dalam DRAM harus disegarkan setiap beberapa waktu untuk memastikan data tetap utuh. Produsen biasanya menetapkan bahwa setiap baris harus disegarkan setiap 64 milidetik atau kurang. Ini memastikan data yang disimpan dalam DRAM tetap stabil.

Kelebihan dan Kekurangan DRAM

Kelebihan DRAM

Kepadatan Tinggi: Salah satu keuntungan utama DRAM adalah kesederhanaan strukturalnya. Setiap bit hanya memerlukan satu transistor dan satu kapasitor, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM (Static Random-Access Memory). Hal ini memungkinkan DRAM mencapai kepadatan yang sangat tinggi, yang berarti lebih banyak data dapat disimpan dalam jumlah yang relatif kecil.

Harga Terjangkau: DRAM umumnya lebih terjangkau daripada jenis memori lain seperti SRAM. Ini membuatnya menjadi pilihan yang baik untuk penyimpanan data yang membutuhkan kapasitas besar, seperti memori utama dalam komputer.

Kecepatan Akses: DRAM memiliki kecepatan akses yang cukup tinggi, yang memungkinkan komputer untuk mengambil data dengan cepat. Ini sangat penting untuk kinerja sistem yang baik.

Kekurangan DRAM

Kehilangan Data: Karena kapasitor dalam DRAM selalu bocor, data yang disimpan di dalamnya akan hilang jika tidak disegarkan secara berkala. Ini adalah keterbatasan utama dari DRAM dan mengharuskannya untuk memiliki sirkuit penyegaran tambahan.

Konsumsi Energi: DRAM memerlukan konsumsi energi yang cukup tinggi untuk operasi penyegaran dan pengiriman data yang cepat. Ini dapat berdampak pada efisiensi energi perangkat elektronik yang mengandalkan DRAM.

Pengemasan DRAM

DRAM diproduksi dalam bentuk sirkuit terpadu (ICs) dan kemudian dimount ke dalam berbagai jenis paket untuk koneksi ke kontrol sinyal dan bus. Beberapa jenis paket DRAM yang umum digunakan termasuk:

DRAM chip (Integrated Circuit atau IC): Ini adalah bentuk dasar dari DRAM dan sering digunakan dalam perangkat elektronik.

Dual in-line Package (DIP): DIP adalah bentuk paket yang lebih tua dan lebih besar yang digunakan untuk DRAM chip.

DRAM modules: DRAM sering juga digunakan dalam modul yang lebih besar, seperti SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module), dan RIMM (Rambus In-line Memory Module).

Small outline DIMM (SO-DIMM): SO-DIMM adalah versi yang lebih kecil dari DIMM dan biasanya digunakan dalam perangkat portabel seperti laptop dan perangkat keras jaringan seperti router.

Small outline RIMM (SO-RIMM): SO-RIMM adalah versi yang lebih kecil dari RIMM dan digunakan dalam laptop.

Waktu Memori (Memory Timing) pada DRAM

Terkait dengan kecepatan akses DRAM, ada sejumlah parameter yang memengaruhi waktu akses, dan ini sering digunakan dalam spesifikasi DRAM. Beberapa parameter ini meliputi:

• tRC (RAS Cycle Time): Ini adalah waktu siklus untuk membaca atau menulis data secara acak.
• tRAC (Row Access Time): Ini adalah waktu akses dari RAS rendah hingga keluar data yang valid.
• tRCD (Row to Column Delay Time): Ini adalah waktu dari RAS rendah ke CAS rendah.
• tRAS (Row Active Time): Ini adalah waktu lebar pulsa RAS (minimum).
• tRP (Row Precharge Time): Ini adalah waktu precharge RAS (minimum).
• tPC (Page Mode Cycle Time): Ini adalah waktu siklus untuk membaca atau menulis dalam mode halaman.
• tAA (Column Access Time): Ini adalah waktu akses dari kolom alamat sah hingga keluar data.
• tCAC (Column Access Time): Ini adalah waktu akses dari CAS berlaku rendah hingga keluar data.
• tCAS (Column Access Strobe Time): Ini adalah waktu lebar pulsa CAS minimum.

Semua parameter ini memengaruhi seberapa cepat DRAM dapat mengambil dan menyimpan data.

Penutupan

Dinamis Random-Access Memory (DRAM) adalah salah satu inovasi paling penting dalam dunia komputasi. Kemampuannya untuk menyimpan dan mengakses data dengan cepat telah membuatnya menjadi komponen utama dalam hampir semua perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. 

Meskipun DRAM memiliki beberapa keterbatasan, seperti kebutuhan untuk penyegaran berkala, keuntungannya dalam hal kepadatan dan harga membuatnya tetap menjadi pilihan utama untuk memori utama dalam komputer dan perangkat lainnya. Dalam dunia yang semakin terhubung dan komputasi yang semakin canggih, DRAM akan tetap menjadi elemen yang tak terpisahkan dalam pengalaman kita dengan teknologi.