Random-access memory (RAM / r æ m / ) adalah bentuk penyimpanan data komputer . Perangkat random-access memory memungkinkan data yang barang yang akan dibaca dan ditulis dalam kira-kira jumlah waktu yang sama terlepas dari urutan item data yang diakses. [1] Sebaliknya, media langsung akses penyimpanan data lain seperti hard disk , CD-RW , DVD-RW dan lebih tua memori gendang , waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan menulis data barang bervariasi tergantung pada lokasi fisik mereka pada media perekam, karena keterbatasan mekanik seperti kecepatan rotasi media dan penundaan gerakan lengan.
Hari ini, random-access memory mengambil bentuk sirkuit terpadu . RAM
biasanya dikaitkan dengan stabil jenis memori (seperti DRAM modul memori ), di mana informasi yang tersimpan hilang jika daya dihilangkan, meskipun banyak upaya telah dilakukan untuk mengembangkan chip RAM non-volatile. [2] Jenis-jenis non-volatile memori yang ada yang memungkinkan akses acak untuk operasi baca, tapi juga tidak memungkinkan operasi menulis atau memiliki keterbatasan pada mereka. Ini termasuk sebagian besar jenis ROM dan jenis memori flash yang disebut NOR-Flash .
Terpadu sirkuit RAM chip datang ke pasar pada akhir tahun 1960, dengan chip pertama yang tersedia secara komersial DRAM, yang Intel 1103 , yang diperkenalkan pada bulan Oktober 1970.
IBM ini mesin
tabulasi dari tahun 1930-an yang digunakan counter
mekanik untuk menyimpan informasi
Sebagian dari memori
inti dengan flash RAM yang modern SD
card di atas
Komputer awal yang digunakan relay , counter mekanis [4] atau garis delay untuk fungsi memori utama. Ultrasonic garis delay hanya bisa mereproduksi data dalam rangka itu ditulis. Memori Drum dapat diperluas dengan biaya yang relatif rendah tetapi pengambilan efisien item memori yang diperlukan pengetahuan tentang tata letak fisik dari drum untuk mengoptimalkan kecepatan. Kait dibangun dari vakum tabung triodes , dan kemudian, dari diskrit transistor , digunakan untuk kenangan yang lebih kecil dan lebih cepat seperti register. Register tersebut relatif besar dan terlalu mahal untuk digunakan untuk data dalam jumlah besar; umumnya hanya beberapa puluh atau beberapa ratus bit memori tersebut bisa disediakan.
Bentuk praktis pertama dari random-access memory adalah Williams tabung awal tahun 1947. Ini data yang disimpan sebagai bintik-bintik bermuatan listrik pada wajah tabung sinar katoda . Karena berkas elektron dari CRT bisa membaca dan menulis bintik-bintik pada tabung dalam urutan apapun, memori akses acak. Kapasitas tabung Williams adalah beberapa ratus hingga sekitar seribu bit, tapi itu jauh lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi daripada menggunakan individu kait tabung vakum. Dikembangkan di University of Manchester di Inggris, tabung Williams disediakan media yang dilaksanakan program yang disimpan secara elektronik-memori pertama di Manchester Eksperimental Skala Kecil-Mesin (SSEM) komputer, yang pertama kali berhasil menjalankan program pada 21 Juni 1948. [5] Bahkan, daripada memori tabung Williams sedang dirancang untuk SSEM itu, SSEM adalah testbed untuk menunjukkan keandalan memori. [6] [7]
Memori inti-magnetik diciptakan pada tahun 1947 dan dikembangkan sampai pertengahan 1970-an. Ini menjadi bentuk luas random-access memory, mengandalkan berbagai cincin magnet. Dengan mengubah rasa magnetisasi setiap cincin, data dapat disimpan dengan satu bit yang tersimpan per cincin. Karena setiap cincin memiliki kombinasi alamat kabel untuk memilih dan membaca atau menulis, akses ke lokasi memori secara berurutan setiap mungkin.
Memori inti magnetik adalah bentuk standar sistem memori sampai tergeser oleh memori solid-state dalam sirkuit terpadu, dimulai pada awal 1970-an. Robert H. Dennard menciptakan dynamic random-access memory (DRAM) pada tahun 1968; ini memungkinkan penggantian 4 atau 6-transistor sirkuit latch oleh satu transistor untuk setiap bit memori, sangat meningkatkan kepadatan memori pada biaya volatilitas. Data disimpan dalam kapasitansi kecil masing-masing transistor, dan harus secara berkala refresh setiap beberapa milidetik sebelum muatan bisa bocor pergi.
Sebelum pengembangan terintegrasi read-only memory (ROM) sirkuit, permanen (atau read-only) random-access memory sering dibangun menggunakan matriks dioda didorong oleh alamat decoder , atau khusus luka memori inti tali pesawat.
Jenis RAM
Dua bentuk utama RAM modern RAM statis (SRAM) dan RAM dinamis (DRAM). Dalam SRAM, sebuah bit data disimpan menggunakan keadaan enam transistor sel memori . Bentuk RAM lebih mahal untuk diproduksi, tetapi pada umumnya lebih cepat dan membutuhkan daya kurang dari DRAM dan, di komputer modern, sering digunakan sebagai memori cache untuk CPU . DRAM menyimpan bit data menggunakan transistor dan kapasitor pasangan, yang bersama-sama terdiri dari DRAM sel memori . Kapasitor memiliki biaya tinggi atau rendah (1 atau 0, masing-masing), dan transistor bertindak sebagai switch yang memungkinkan sirkuit kontrol pada chip membaca negara kapasitor biaya atau mengubahnya. Sebagai bentuk memori lebih murah untuk menghasilkan daripada RAM statis, itu adalah bentuk dominan dari memori komputer yang digunakan dalam komputer modern.Baik statis dan RAM dinamis dianggap mudah menguap, seperti negara mereka hilang atau reset ketika kekuasaan akan dihapus dari sistem. Sebaliknya, read-only memory (ROM) menyimpan data dengan secara permanen mengaktifkan atau menonaktifkan transistor yang dipilih, sehingga memori tidak dapat diubah. Varian ditulisi ROM (seperti EEPROM dan flash memory ) sifat saham dari kedua ROM dan RAM, memungkinkan data bertahan tanpa listrik dan harus diperbarui tanpa memerlukan peralatan khusus. Bentuk-bentuk gigih semikonduktor ROM termasuk USB flash drive, kartu memori untuk kamera dan perangkat portabel, dll ECC memori (yang dapat berupa SRAM atau DRAM) termasuk sirkuit khusus untuk mendeteksi dan / atau kesalahan acak yang benar (kesalahan memori) dalam disimpan data, menggunakan bit paritas atau kode koreksi kesalahan .
Secara umum, RAM merujuk semata-mata untuk perangkat memori solid-state (baik DRAM atau SRAM), dan lebih khusus memori utama di kebanyakan komputer. Dalam penyimpanan optik, istilah DVD-RAM adalah sedikit dari keliru karena, tidak seperti CD-RW atau DVD-RW tidak perlu dihapus sebelum digunakan kembali. Namun demikian DVD-RAM berperilaku seperti sebuah hard disk drive jika agak lambat.
Memori hirarki
Artikel utama: hierarki MemorySatu dapat membaca dan over-menulis data di RAM. Banyak sistem komputer memiliki hirarki memori yang terdiri dari register CPU , on-die SRAM cache, eksternal cache , DRAM , paging sistem dan memori virtual atau ruang swap pada hard drive. Seluruh kolam ini memori dapat disebut sebagai "RAM" oleh banyak pengembang, meskipun berbagai subsistem dapat memiliki sangat berbeda waktu akses , melanggar konsep asli di balik istilah akses acak dalam RAM. Bahkan dalam tingkat hierarki seperti DRAM, baris tertentu, kolom, bank, pangkat , saluran, atau interleave organisasi dari komponen membuat variabel waktu akses, meskipun tidak sejauh yang berputar media penyimpanan atau tape adalah variabel. Tujuan keseluruhan dari menggunakan hirarki memori adalah untuk memperoleh kemungkinan kinerja akses rata-rata yang lebih tinggi dan meminimalkan total biaya sistem memori seluruh (umumnya, hirarki memori mengikuti waktu akses dengan cepat CPU register di bagian atas dan hard drive yang lambat di dasar).
Dalam banyak komputer pribadi modern, RAM datang dalam bentuk yang mudah upgrade dari modul yang disebut modul memori atau modul DRAM seukuran beberapa batang permen karet. Ini dapat diganti dengan cepat harus mereka menjadi rusak atau ketika perubahan kebutuhan menuntut kapasitas penyimpanan yang lebih. Seperti yang disarankan di atas, jumlah yang lebih kecil dari RAM (kebanyakan SRAM) juga terintegrasi dalam CPU dan lainnya ICS pada motherboard , serta hard-drive, CD-ROM , dan beberapa bagian lain dari sistem komputer.
Kegunaan lain dari RAM
Selain melayani sebagai penyimpanan sementara dan ruang kerja untuk sistem operasi dan aplikasi, RAM digunakan dalam berbagai cara lainnya.Virtual memory
Artikel utama: virtual memorySebagian besar sistem operasi modern menggunakan metode memperluas kapasitas RAM, yang dikenal sebagai "virtual memory". Sebagian dari komputer hard drive yang disisihkan untuk paging file atau partisi awal, dan kombinasi RAM fisik dan paging file membentuk memori total sistem. (Sebagai contoh, jika komputer memiliki 2 GB RAM dan file halaman 1 GB, sistem operasi memiliki 3 GB memori total yang tersedia untuk itu.) Ketika sistem berjalan rendah pada memori fisik, hal itu dapat " Swap "bagian dari RAM untuk paging file untuk membuat ruang untuk data baru, serta untuk membaca informasi bertukar sebelumnya kembali ke RAM. Penggunaan yang berlebihan dari mekanisme ini menyebabkan meronta-ronta dan umumnya menghambat kinerja sistem secara keseluruhan, terutama karena hard drive jauh lebih lambat dari RAM.
RAM disk yang
Artikel utama: RAM disk yangSoftware dapat "partisi" sebagian dari RAM komputer, yang memungkinkan untuk bertindak sebagai hard drive yang lebih cepat yang disebut RAM disk . Sebuah disk RAM kehilangan data yang tersimpan ketika komputer dimatikan, kecuali memori diatur untuk memiliki sumber siaga baterai.
Bayangan RAM
Kadang-kadang, isi chip ROM yang relatif lambat akan disalin untuk membaca / menulis memori untuk memungkinkan waktu akses yang lebih pendek. Chip ROM kemudian dinonaktifkan sementara lokasi memori diinisialisasi diaktifkan dalam pada blok alamat yang sama (sering menulis-dilindungi). Proses ini, kadang-kadang disebut bayangan, cukup umum di kedua komputer dan embedded system .Sebagai contoh umum, yang BIOS di komputer pribadi yang khas sering memiliki opsi yang disebut "menggunakan bayangan BIOS" atau mirip. Ketika diaktifkan, fungsi mengandalkan data dari ROM BIOS malah akan menggunakan lokasi DRAM (paling juga dapat beralih membayangi dari kartu video ROM atau bagian ROM lainnya). Tergantung pada sistem, ini mungkin tidak mengakibatkan peningkatan kinerja, dan dapat menyebabkan tidak kompatibel. Sebagai contoh, beberapa perangkat keras mungkin tidak dapat diakses oleh sistem operasi jika bayangan RAM digunakan. Pada beberapa sistem manfaat mungkin hipotetis karena BIOS tidak digunakan setelah boot yang mendukung akses hardware langsung. Memori bebas dikurangi dengan ukuran ROM gelap. [8]
Perkembangan terbaru
Beberapa jenis baru non-volatile RAM , yang akan mempertahankan data sementara dimatikan, sedang dalam pengembangan. Teknologi yang digunakan termasuk nanotube karbon dan pendekatan memanfaatkan efek terowongan magnet . Di antara MRAM generasi 1, 128 KiB (128 × 2 10 byte) RAM magnetik (MRAM) chip yang diproduksi dengan 0,18 pM teknologi pada musim panas 2003. Pada bulan Juni 2004, Infineon Technologies meluncurkan 16 MiB (16 × 2 20 bytes ) prototipe lagi berdasarkan 0,18 pM teknologi. Ada dua teknik generasi ke-2 saat ini dalam pembangunan: Thermal Switching Assisted (TAS) [9] yang sedang dikembangkan oleh Crocus Teknologi , dan Alih spin Torque (STT) yang Crocus , Hynix , IBM ., dan beberapa perusahaan lain bekerja [ 10] Nantero membangun prototipe memori berfungsi nanotube karbon 10 GiB (10 × 2 30 bytes) array dalam 2004. Apakah beberapa teknologi tersebut akan dapat akhirnya mengambil pangsa pasar yang signifikan baik dari DRAM, SRAM, atau teknologi flash memory, Namun, masih harus dilihat.Sejak tahun 2006, " solid-state drive "(berdasarkan memori flash) dengan kapasitas melebihi 256 gigabyte dan kinerja yang jauh melebihi disk tradisional telah tersedia. Perkembangan ini telah mulai mengaburkan definisi antara tradisional random-access memory dan "disk", secara dramatis mengurangi perbedaan dalam kinerja.
Beberapa jenis random-access memory, seperti "EcoRAM", secara khusus dirancang untuk peternakan server , di mana konsumsi daya yang rendah lebih penting daripada kecepatan. [11]
Memori dinding
"Memori dinding" adalah perbedaan pertumbuhan kecepatan antara CPU dan memori luar chip CPU. Sebuah alasan penting untuk perbedaan ini adalah bandwidth terbatas komunikasi di luar batas-batas Chip. Dari tahun 1986 sampai 2000, CPU kecepatan meningkat pada tingkat tahunan sebesar 55% sementara kecepatan memori hanya meningkat sebesar 10%. Mengingat tren ini, diharapkan bahwa latency memori akan menjadi luar biasa hambatan dalam kinerja komputer. [12]Peningkatan kecepatan CPU diperlambat secara signifikan sebagian karena hambatan fisik yang besar dan sebagian karena desain CPU saat ini sudah menabrak dinding memori dalam arti. Intel diringkas penyebab ini dalam dokumen 2005. [13]
"Pertama-tama, sebagai geometri chip yang menyusut dan jam frekuensi meningkat, transistor kebocoran arus meningkat, menyebabkan kelebihan konsumsi daya dan panas ... Kedua, keuntungan dari kecepatan clock yang lebih tinggi di bagian dinegasikan oleh latency memori, karena akses memori kali belum mampu mengimbangi peningkatan frekuensi clock. Ketiga, untuk aplikasi tertentu, arsitektur seri tradisional menjadi kurang efisien karena prosesor bisa lebih cepat (karena yang disebut Von Neumann bottleneck ), lebih lanjut meremehkan setiap keuntungan yang meningkatkan frekuensi dinyatakan mungkin membeli. Selain itu, sebagian karena keterbatasan sarana produksi induktansi dalam perangkat solid state, resistensi-kapasitansi (RC) keterlambatan dalam transmisi sinyal tumbuh sebagai ukuran fitur menyusut, memberlakukan hambatan tambahan yang meningkatkan frekuensi tidak alamat. "RC keterlambatan transmisi sinyal juga dicatat dalam Jam Tingkat dibandingkan IPC: Akhir Jalan untuk microarchitectures konvensional yang memproyeksikan maksimum 12,5% rata-rata peningkatan kinerja CPU tahunan antara tahun 2000 dan 2014. Data pada Intel Prosesor jelas menunjukkan perlambatan peningkatan kinerja dalam prosesor terbaru. Namun, Intel Duo Core 2 prosesor (nama kode Conroe) menunjukkan peningkatan yang signifikan atas sebelumnya Pentium 4 prosesor; karena arsitektur yang lebih efisien, kinerja meningkat sementara clock rate malah menurun. [ rujukan? ]
Sebuah konsep yang berbeda adalah kesenjangan kinerja prosesor-memori, yang dapat diatasi dengan 3D chip komputer yang mengurangi jarak antara logika dan memori aspek yang lebih lanjut selain dalam sebuah chip 2D. [14] desain subsistem memori memerlukan fokus pada kesenjangan , yang melebar dari waktu ke waktu. [15] Metode utama menjembatani kesenjangan adalah penggunaan cache; sejumlah kecil memori berkecepatan tinggi yang rumah operasi terbaru dan petunjuk di dekatnya prosesor, mempercepat pelaksanaan operasi-operasi atau instruksi dalam kasus di mana mereka dipanggil sering. Beberapa tingkat caching telah dikembangkan untuk mengatasi pelebaran kesenjangan, dan kinerja komputer modern berkecepatan tinggi bergantung pada berkembang teknik caching. [16] ini dapat mencegah hilangnya kinerja prosesor memiliki, seperti dibutuhkan sedikit waktu untuk melakukan perhitungan yang telah dilakukan untuk menyelesaikan. [17] Ada bisa sampai perbedaan 53% antara pertumbuhan kecepatan kecepatan prosesor dan kecepatan lagging akses memori utama. [18]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar