RAM (Random Access Memory) adalah salah satu komponen paling penting dalam komputer kita yang mungkin jarang kita sadari. Tetapi, RAM memiliki peran yang sangat vital dalam menjalankan setiap tugas yang kita lakukan di komputer. Mari kita coba memahami cara kerja RAM dalam bahasa yang sederhana dan ramah.
Memahami Istilah "Random Access"
Istilah "random access" berasal dari kenyataan bahwa setiap lokasi penyimpanan, yang digunakan untuk menggambarkan RAM, kadang-kadang disebut sebagai alamat memori yang dapat diakses secara langsung.
Biasanya, Random Access Memory awalnya digunakan untuk menggambarkan memori luar jaringan daripada memori inti biasa.
Pada kebanyakan kasus, istilah "memori luar" merujuk pada pita magnetik, di mana data tertentu hanya dapat diakses dengan bantuan pencarian alamat secara berurutan, dimulai dari awal pita. Data dapat disimpan dan diambil langsung dari lokasi tertentu berkat organisasi dan kendali RAM.
Meskipun media penyimpanan lainnya, termasuk hard drive dan CD-ROM, juga diakses secara langsung dan acak, istilah "random access" tidak digunakan untuk menggambarkan mereka.
RAM seperti Koleksi Kotak
 |
| Cara Kerja RAM pada Komputer |
Bayangkan RAM sebagai kumpulan kotak, di mana setiap kotak dapat menyimpan angka 0 atau 1. Anda dapat menemukan alamat spesifik untuk setiap kotak dengan memberi nomor pada baris dan kolom. Sebuah array adalah kumpulan kotak RAM, dan sebuah sel adalah satu kotak RAM dalam sebuah array.
Kontroler RAM mengirimkan alamat kolom dan baris melalui kawat listrik tipis yang terukir di dalam chip untuk menemukan sel tertentu. Dalam rangkaian RAM, setiap baris dan kolom memiliki jalur alamatnya sendiri. Data yang dibaca mengalir kembali melalui jalur data yang berbeda.
Ukuran dan Kapasitas RAM
RAM terdapat dalam mikrochip dan ukurannya sangat kecil. Selain itu, RAM memiliki kapasitas penyimpanan yang terbatas. Sebagai perbandingan, komputer laptop biasa mungkin memiliki 8 GB RAM, sedangkan hard disk dapat menyimpan 10 terabyte.
Di sisi lain, hard disk drive menyimpan data pada permukaan yang dilapisi magnetik, mirip dengan piringan vinyl.
Sebaliknya, SSD menyimpan data dalam chip memori yang bersifat non-volatile, berbeda dengan Random Access Memory.
Mereka tidak memerlukan daya terus menerus dan tidak akan kehilangan informasi jika daya dimatikan.
Mikrochip RAM dikumpulkan bersama-sama menjadi modul memori. Ini dimasukkan ke dalam slot motherboard di komputer. Slot motherboard dan prosesor terhubung melalui bus, yang merupakan jaringan jalur listrik.
Pengguna sering dapat menambahkan modul RAM hingga jumlah tertentu pada komputer. Komputer dengan RAM lebih banyak menggunakan waktu prosesor yang lebih sedikit untuk membaca informasi dari hard disk, yang lebih lambat dibandingkan dengan membaca informasi dari RAM.
Waktu akses memori penyimpanan diukur dalam milidetik, sedangkan waktu akses RAM diukur dalam nanodetik.
Berapa Banyak RAM yang Dibutuhkan?
Jumlah RAM yang diperlukan tergantung pada apa yang pengguna lakukan di sistem. Sebagai contoh, sistem harus memiliki setidaknya 16 GB RAM, sementara lebih disarankan untuk mengedit video.
Adobe juga menyarankan bahwa sistem harus memiliki setidaknya 3GB RAM untuk menjalankan Photoshop CC pada Mac untuk pengeditan foto.
Namun, bahkan 8GB RAM bisa membuat sistem melambat jika pengguna secara bersamaan menggunakan aplikasi lain.
Sejarah RAM
Jenis RAM pertama kali diperkenalkan pada tahun 1947 dengan tabung Williams. Ini digunakan dalam CRT (cathode ray tube), dan data disimpan sebagai titik yang diisi secara elektrik di permukaan.
Jenis RAM kedua adalah memori inti magnetik, yang diciptakan pada tahun 1947. Terbuat dari cincin logam kecil dan kawat yang menghubungkan setiap cincin. Satu cincin menyimpan satu bit data, dan dapat diakses kapan saja.
RAM yang kita kenal sekarang, yaitu memori state padat, ditemukan oleh Robert Dennard pada tahun 1968 di IBM Thomas J Watson Research Centre.
Ini dikenal sebagai dynamic random access memory (DRAM) dan memiliki transistor untuk menyimpan bit data. Pasokan daya konstan diperlukan untuk mempertahankan status setiap transistor.
- Pada Oktober 1969, Intel memperkenalkan DRAM pertamanya, Intel 1103. Ini adalah DRAM yang pertama kali tersedia secara komersial.
- Pada tahun 1993, Samsung memperkenalkan Synchronous DRAM (SDRAM) KM48SL2000.
- Pada tahun 1996, DDR SDRAM mulai dijual secara komersial.
- Pada tahun 1999, RDRAM tersedia untuk komputer.
- Pada tahun 2003, DDR2 SDRAM mulai dijual.
- Pada Juni 2007, DDR3 SDRAM mulai dijual.
- Pada September 2014, DDR4 tersedia di pasaran.
Jenis-jenis RAM
Chip RAM terintegrasi dapat memiliki dua jenis:
1) Static RAM (SRAM):
Static RAM (SRAM) adalah jenis RAM yang menyimpan statusnya untuk bit data atau menyimpan data selama menerima daya. Ini terdiri dari sel-sel memori dan disebut SRAM statis karena tidak perlu diperbarui secara teratur karena tidak memerlukan daya untuk mencegah kebocoran, berbeda dengan DRAM. Oleh karena itu, SRAM lebih cepat daripada DRAM.
Ini memiliki susunan transistor khusus yang membuat flip-flop, jenis sel memori. Satu sel memori menyimpan satu bit data.
Sebagian besar sel memori SRAM modern terbuat dari enam transistor CMOS, tetapi tidak memiliki kapasitor.
Waktu akses dalam chip SRAM bisa secepat 10 nanodetik. Sementara itu, waktu akses dalam DRAM biasanya tetap di atas 50 nanodetik.
Selain itu, waktu siklusnya jauh lebih pendek daripada DRAM karena tidak ada jeda antara akses. Karena keuntungan yang terkait dengan penggunaan SRAM, ia terutama digunakan untuk memori cache sistem, dan register berkecepatan tinggi, serta bank memori kecil seperti buffer frame pada kartu grafis.
Kecepatan SRAM dikarenakan konfigurasi enam transistor pada sirkuitnya menjaga aliran arus dalam satu arah atau arah lain (0 atau 1). Status 0 atau 1 dapat ditulis dan dibaca seketika tanpa menunggu kapasitor terisi atau kosong.
Chip SRAM statis asinkron awalnya melakukan operasi baca dan tulis secara berurutan, tetapi chip SRAM statis sinkron modern tumpang tindih operasi baca dan tulis.
Kekurangan dari SRAM Statis adalah sel-sel memori-nya membutuhkan lebih banyak ruang pada chip dibandingkan sel memori DRAM untuk jumlah ruang penyimpanan yang sama (memori) karena memiliki lebih banyak bagian daripada DRAM. Jadi, ia menawarkan lebih sedikit memori per chip.
2) Dynamic RAM (DRAM):
Dynamic RAM (DRAM) juga terdiri dari sel-sel memori. Ini adalah sirkuit terpadu (IC) yang terbuat dari jutaan transistor dan kapasitor yang sangat kecil dan setiap transistor sejajar dengan kapasitor untuk menciptakan sel memori yang sangat kompak sehingga jutaan sel ini dapat muat di satu chip memori.
Jadi, satu sel memori DRAM memiliki satu transistor dan satu kapasitor dan setiap sel mewakili atau menyimpan satu bit data dalam kapasitornya di dalam sirkuit terpadu.
Kapasitor menyimpan bit informasi atau data ini, baik sebagai 0 atau sebagai 1. Transistor, yang juga ada dalam sel, berfungsi sebagai sakelar yang memungkinkan sirkuit listrik pada chip memori untuk membaca kapasitor dan mengubah statusnya.
Kapasitor perlu diperbarui setelah interval teratur untuk menjaga muatan dalam kapasitor. Inilah sebabnya mengapa disebut dynamic RAM karena perlu diperbarui terus menerus untuk menjaga data-nya atau akan lupa apa yang dipegang.
Ini dicapai dengan meletakkan memori pada rangkaian pembaruan yang menulis ulang data beberapa ratus kali per detik. Waktu akses dalam DRAM sekitar 60 nanodetik.
Kita bisa mengatakan bahwa kapasitor seperti kotak yang menyimpan elektron. Untuk menyimpan ?1? dalam sel memori, kotak diisi dengan elektron. Sebaliknya, untuk menyimpan ?0?, kotak tersebut dikosongkan.
Kekurangannya adalah kotak tersebut bocor. Dalam beberapa milidetik, kotak yang penuh menjadi kosong.
Jadi, untuk membuat memori dinamis bekerja, CPU atau pengontrol memori harus mengisi ulang semua kapasitor sebelum mereka bocor.
Untuk mencapainya, pengontrol memori membaca memori dan kemudian menuliskannya kembali. Ini disebut sebagai pembaruan memori dan proses ini berlanjut secara otomatis ribuan kali per detik. Jadi, tipe RAM ini perlu diperbarui secara dinamis sepanjang waktu.
Jenis-jenis DRAM:
i) Asynchronous DRAM:
Jenis DRAM ini tidak disinkronkan dengan jam CPU. Jadi, kekurangan dari RAM ini adalah CPU tidak dapat mengetahui timing yang tepat kapan data akan tersedia dari RAM pada bus input-output. Keterbatasan ini diatasi oleh generasi berikutnya dari RAM, yang dikenal sebagai synchronous DRAM.
ii) Synchronous DRAM (SDRAM):
SDRAM (Synchronous DRAM) mulai muncul pada akhir tahun 1996. Dalam SDRAM, RAM disinkronkan dengan jam CPU. Ini memungkinkan CPU atau, untuk lebih tepatnya, pengontrol memori untuk mengetahui siklus jam atau waktu atau jumlah siklus setelah data akan tersedia di bus.
Jadi, CPU tidak perlu menunggu akses memori dan dengan demikian kecepatan baca dan tulis memori dapat ditingkatkan.
SDRAM juga dikenal sebagai single data rate SDRAM (SDR SDRAM) karena data hanya ditransfer pada setiap tepi naik siklus jam. Lihat gambar dalam deskripsi berikut ini.
iii) DDR SDRAM:
Generasi berikutnya dari synchronous DRAM dikenal sebagai DDR RAM. Itu dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan SDRAM dan digunakan dalam memori PC pada awal tahun 2000.
Dalam DDR SDRAM (DDR RAM), data ditransfer dua kali selama setiap siklus jam; selama tepi positif (naik) dan tepi negatif (turun) siklus. Jadi, ini dikenal sebagai double data rate SDRAM.
Ada berbagai generasi DDR SDRAM yang meliputi DDR1, DDR2, DDR3, dan DDR4. Saat ini, memori yang kita gunakan di dalam desktop, laptop, ponsel, dll, sebagian besar adalah DDR3 atau DDR4 RAM.
Baca juga: Perbedaan SRAM dan DRAM
Jenis DDR SDRAM:
a) DDR1 SDRAM:
DDR1 SDRAM adalah versi lanjutan dari SDRAM. Dalam RAM ini, tegangan dikurangi dari 3,3 V menjadi 2,5 V. Data ditransfer selama kedua tepi naik dan turun dari siklus jam.
Jadi, dalam setiap siklus jam, daripada 1 bit, 2 bit diambil yang umumnya dikenal sebagai 2 bit pre-fetch. Biasanya beroperasi dalam kisaran 133 MHz hingga 200 MHz.
Selain itu, kecepatan data di bus input-output adalah dua kali frekuensi jam karena data ditransfer selama kedua tepi naik dan turun. Jadi, jika RAM DDR1 beroperasi pada 133 MHz, kecepatan data akan dua kali lipat, 266 Mega transfer per detik.
b) DDR2 SDRAM:
Ini adalah versi lanjutan dari DDR1. Beroperasi pada 1,8 V daripada 2,5 V. Kecepatan datanya adalah dua kali lipat dari generasi sebelumnya karena peningkatan jumlah bit yang diambil selama setiap siklus; 4 bit diambil daripada 2 bit.
Lebar bus internal RAM ini telah dua kali lipat. Misalnya, jika bus input-output adalah lebar 64 bit, lebar bus internalnya akan sama dengan 128 bit. Jadi, satu siklus dapat menangani dua kali lipat jumlah data.
c) DDR3 SDRAM:
Dalam versi ini, tegangan lebih lanjut dikurangi dari 1,8 V menjadi 1,5 V. Kecepatan data telah dua kali lipat dari RAM generasi sebelumnya karena jumlah bit yang diambil telah meningkat dari 4 bit menjadi 8 bit. Kita bisa mengatakan bahwa lebar bus data internal RAM telah meningkat 2 kali lipat dari generasi sebelumnya.
d) DDR4 SDRAM:
Dalam versi ini, tegangan operasional lebih lanjut dikurangi dari 1,5 V menjadi 1,2 V, tetapi jumlah bit yang dapat diambil sama dengan generasi sebelumnya; 8 bit per siklus. Frekuensi jam internal RAM adalah dua kali lipat dari versi sebelumnya.
Jika Anda mengoperasikan pada 400 MHz, frekuensi jam bus input-output akan empat kali lipat, 1600 MHz, dan laju transfer akan sama dengan 3200 Mega transfer per detik.
Dalam pengertian yang lebih sederhana, RAM adalah "tempat kerja" temporer komputer Anda, seperti meja kerja di mana Anda menempatkan alat-alat saat Anda bekerja. Semakin besar dan lebih cepat meja kerja Anda, semakin efisien Anda dapat bekerja.
Demikian juga, semakin banyak dan lebih cepat RAM yang Anda miliki dalam komputer Anda, semakin efisien komputer tersebut dapat menjalankan berbagai tugas, seperti menjalankan program, menjalankan game, atau mengedit video.
Jadi, sekarang Anda tahu bahwa RAM adalah salah satu komponen terpenting dalam komputer Anda, dan itu bekerja seperti apa. Semoga artikel ini telah membantu Anda memahami konsep ini dengan lebih baik!
