RAM [Random Acces Memory]

 Random access memory [RAM] adalah sebuah tipe penyimpanan komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori. Ini berlawanan dengan alat memori urut, seperti tape magnetik, disk dan drum, di mana gerakan mekanikal dari media penyimpanan memaksa komputer untuk mengakses data secara berurutan.

Pertama kali dikenal pada tahun 60'an. Hanya saja saat itu memori semikonduktor belumlah populer karena harganya yang sangat mahal. Saat itu lebih lazim untuk menggunakan memori utama magnetic.

Perusahaan semikonduktor seperti Intel memulai debutnya dengan memproduksi RAM , lebih tepatnya jenis DRAM.

Biasanya RAM dapat ditulis dan dibaca, berlawanan dengan memori-baca-saja (read-only-memory, ROM), RAM biasanya digunakan untuk penyimpanan primer (memori utama) dalam komputer untuk digunakan dan mengubah informasi secara aktif, meskipun beberapa alat menggunakan beberapa jenis RAM untuk menyediakan penyimpanan sekunder jangka-panjang.

Tetapi ada juga yang berpendapat bahwa ROM merupakan jenis lain dari RAM, karena sifatnya yang sebenarnya juga Random Access seperti halnya SRAM ataupun DRAM. Hanya saja memang proses penulisan pada ROM membutuhkan proses khusus yang tidak semudah dan fleksibel seperti halnya pada SRAM atau DRAM. Selain itu beberapa bagian dari space addres RAM ( memori utama ) dari sebuah sistem yang dipetakan kedalam satu atau dua chip ROM.

Tipe umum RAM

• SRAM atau Static RAM
• NV-RAM atau Non-Volatile RAM
• DRAM atau Dynamic RAM
• Fast Page Mode DRAM
• EDO RAM atau Extended Data Out DRAM
• XDR DRAM
• SDRAM atau Synchronous DRAM
• DDR SDRAM atau Double Data Rate Synchronous DRAM sekarang (2005) mulai digantikan dengan DDR2
• RDRAM atau Rambus DRAM

Static Random Access Memory, SRAM adalah sejenis memori semikonduktor.

Kata "statik" menandakan bahwa memori memegang isinya selama listrik tetap berjalan, tidak seperti RAM dinamik (DRAM) yang membutuhkan untuk "disegarkan" ("refreshed") secara periodik. Hal ini dikarenakan SRAM didesain menggunakan transistor tanpa kapasitor. Tidak adanya kapasitor membuat tidak ada daya yang bocor sehingga SRAM tidak membutuhkan refresh periodik. SRAM juga didesain menggunakan desain cluster enam transistor untuk menyimpan setiap bit informasi. Desain ini membuat SRAM lebih mahal tapi juga lebih cepat jika dibandingkan dengan DRAM. Secara fisik chip, biaya pemanufakturan chip SRAM kira kira tiga puluh kali lebih besar dan lebih mahal daripada DRAM. Tetapi SRAM tidak boleh dibingungkan dengan memori baca-saja dan memori flash, karena ia merupakan memori volatil dan memegang data hanya bila listrik terus diberikan.

Akses acak menandakan bahwa lokasi dalam memori dapat diakses, dibaca atau ditulis dalam waktu yang tetap tidak memperdulikan lokasi alamat data tersebut dalam memori.

Chip SRAM lazimnya digunakan sebagai chace memori , hal ini terutama dikarenakan kecepatannya. Saat ini SRAM dapat diperoleh dengan waktu akses dua nano detik atau kurang , kira kira mampu mengimbangi kecepatan processor 500 MHz atau lebih.

NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) merupakan sebuah jenis memori komputer dengan akses acak (RAM) yang umumnya digunakan untuk menyimpan konfigurasi yang dilakukan olehfirmware, seperti BIOS, EFI atau firmware-firmware lainnya pada perangkat embedded, semacam router. Umumnya, NVRAM dibuat dengan teknologi manufaktur CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) sehingga daya yang dibutuhkannya juga kecil. Untuk menghidupinya agar data yang disimpan tidak hilang, NVRAM menggunakan sebuah baterai Litium dengan nomor seri CR-2032.

Dynamic Random Access Memory

Random akses memori dinamis (DRAM) merupakan jenis random akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan secara berkala. Karena kebutuhan dalam penyegaran, hal ini yang membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori (SRAM) statik memori dan lain-lain.

Keuntungan dari DRAM adalah kesederhanaan struktural: hanya satu transistor dan kapasitor yang diperlukan per bit, dibandingkan dengan empat di Transistor SRAM. Hal ini memungkinkan DRAM untuk mencapai kepadatan sangat tinggi. Tidak seperti flash memori, memori DRAM itu mudah "menguap" karena kehilangan datanya bila kehilangan aliran listrik.

Prinsip Kerja

DRAM biasanya diatur dalam persegi array satu kapasitor dan transistor per sel. Panjang garis yang menghubungkan setiap baris dikenal sebagai "baris kata". Setiap kolom sedikitnya terdiri dari dua baris, masing-masing terhubung ke setiap penyimpanan sel di kolom. Mereka biasanya dikenal sebagai + dan - bit baris. Amplifier perasa pada dasarnya adalah sepasang inverters lintas yang terhubung antara bit baris. Yakni, inverter pertama terhubung dari + bit baris ke - bit baris, dan yang kedua terhubung dari - baris ke bit + baris. Untuk membaca bit baris dari kolom, terjadi operasi berikut:

1. Amplifier perasa dinonaktifkan dan bit baris di precharge ke saluran yang tepat sesuai dengan tegangan yang tinggi antara menengah dan rendahnya tingkat logika. Bit baris yang akan dibangun simetris agar mereka seimbang dan setepat mungkin.
2. Precharge sirkuit dinonaktifkan. Karena bit baris yang sangat panjang, kapasitas mereka akan memegang precharge tegangan untuk waktu yang singkat. Ini adalah contoh dari logika dinamis.
3. "Baris kata" yang dipilih digerakkan tinggi. Ini menghubungkan satu kapasitor penyimpanan dengan salah satu dari dua baris bit. Charge ini dipakai bersama-sama oleh penyimpanan sel terpilih dan bit baris yang sesuai, yang sedikit mengubah tegangan pada baris.Walaupun setiap usaha dilakukan untuk menjaga kapasitas di penyimpanan sel tinggi dan kapasitas dari baris bit rendah, Kapasitasnya proporsional sesuai ukuran fisik, dan panjang saluran bit baris yang berarti efek net yang sangat kecil gangguan per satu bit baris tegangan.
4. Amplifier perasa diaktifkan. Tanggapan positif (Positive feedback) mengambil alih dan menperkecil perbedaan tegangan kecil sampai satu baris bit sepenuhnya rendah dan yang lain sepenuhnya tinggi.Pada tahap ini, baris "terbuka" dan kolom dapat dipilih.
5. Read data from the DRAM is taken from the sense amplifiers, selected by the column address. Membaca data dari DRAM diambil dari amplifiers perasa, dipilih oleh kolom alamat. Banyak proses membaca dapat dilakukan saat baris terbuka dengan cara ini.
6. Sambil membaca, saat ini mengalir cadangan yang bit baris dari perasa amplifiers untuk penyimpanan sel. Ini kembali dalam charge (refresh) penyimpanan sel. Karena panjang bit baris, hal ini membutuhkan waktu yang cukup lama pada perasa amplifikasi, dan tumpang tindih dengan satu atau lebih kolom.
7. Saat selesai dengan baris saat ini, baris kata dinonaktifkan untuk penyimpanan kapasitor (baris "tertutup"), perasa amplifier dinonaktifkan, dan bit baris diprecharged lagi.

Biasanya, produsen menetapkan bahwa setiap baris harus refresh setiap 64 ms atau kurang, menurut standar JEDEC . Refresh logika umumnya digunakan dengan DRAMs untuk me-refresh secara otomatis. Hal ini membuat sirkuit yang lebih rumit, tetapi ini biasanya kekecewaan terhapuskan oleh fakta bahwa DRAM adalah lebih murah dan kapasitas lebih besar dari SRAM. Beberapa sistem refresh setiap baris dalam sebuah lingkaran yang ketat terjadi sekali setiap 64 ms.Sistem lain refresh satu baris pada satu waktu - misalnya, dengan sistem 2 13 = 8192 baris akan memerlukan refresh rate dari satu baris setiap 7,8 μs (64 ms / 8192 baris). Beberapa waktu-nyata sistem refresh sebagian memori pada satu waktu berdasarkan waktu eksternal yang memerintah pengoperasian dari sistem, seperti blanking interval vertikal yang terjadi setiap 10 sampai 20 ms video dalam peralatan. Semua metode memerlukan beberapa jenis counter untuk melacak yang baris berikutnya adalah untuk refresh. Hampir semua DRAM chips yang memasukan counter; beberapa jenis yang tua memerlukan refresh logika eksternal. (Pada beberapa kondisi, sebagian besar data di DRAM dapat dipulihkan walaupun belum DRAM refresh selama beberapa menit.)

Fast Page Mode DRAM merupakan memory sedikit lebih cepat daripada DRAM konvensional. Sementara DRAM standar mengharuskan baris dan kolom yang akan dikirim untuk setiap akses, FPM bekerja dengan mengirimkan alamat baris hanya sekali bagi banyak akses ke memori di lokasi dekat satu sama lain, meningkatkan waktu akses. FPM memori sendiri adalah versi perbaikan dari pendahulunya, yang sudah sangat jarang digunakan saat ini.

 Extended Data Out RAM ini merupakan Jenis memori yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara simultan. Jenis memori ini banyak menggantikan primary memori yang ada pada PC terdahulu yaitu FPM (Fast Page Memory) RAM.

XDR DRAM (Extreme Data Rate Dynamic Random Access Memory) adalah RAM yang mimiliki performa tinggi dengan antarmuka dan penerus RDRAM. Ini bersaing dengan DDR2 SDRAM dan GDDR4. XDR ini dirancang untuk menjadi sikecil yang efektif, bandwidth yang tinggi, memori berkinerja tinggi, dan high-end GPU. Hal ini menghilangkan masalah latency yang luar biasa tinggi yang mengganggu bentuk-bentuk awal RDRAM. Juga, XDR DRAM memiliki berat penekanan pada per pin bandwidth, yang dapat memanfaatkan kontrol biaya lebih lanjut pada produksi PCB. Hal ini karena jalur yang lebih sedikit diperlukan untuk jumlah yang sama bandwidth. RDRAM memiliki hak untuk teknologi. XDR digunakan pada Konsol Sony PlayStation 3. 

Synchronous Dynamic Random Access Memory (disingkat menjadi SDRAM) merupakan sebuah jenis memori komputer dinamis yang digunakan dalam PC dari tahun 1996 hingga 2003. SDRAM juga merupakan salah satu jenis dari memori komputer kategori solid-state.

SDRAM, pada awalnya berjalan pada kecepatan 66 MHz untuk dipasangkan dengan prosesor Intel Pentium Pro/Intel Pentium MMX/Intel Pentium II, dan terus ditingkatkan menjadi kecepatan 100 MHz (dipasangkan dengan Intel Pentium III/AMD Athlon), hingga mentok pada kecepatan 133 MHz (dipasangkan dengan Intel Pentium 4 dan AMD Athlon/Duron). Popularitasnya menurun saat DDR-SDRAM yang mampu mentransfer data dua kali lipat SDRAM muncul di pasaran dengan chipset yang stabil. Setelah itu, akibat produksinya yang semakin dikurangi, harganya pun melonjak tinggi, dengan permintaan pasar yang masih banyak; dengan kapasitas yang sama dengan DDR-SDRAM, harganya berbeda kira-kira Rp. 150000 hingga 250000.

DDR SDRAM

DDR SDRAM kependekan dari Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory. Secara fisik DDR SDRAM adalah IC memori yang sering digunakan dalam komputer. Sesuai dengan namanya (DDR, Double Data Rate), memori ini memiliki bandwidth dua kali lipat memori SDRAM. Dalam satu siklus detak (clock cycle) mampu menstranmisi dua data (double pumped, dual pumped, double transition), yaitu pada saat kurva clock signal sedang tinggi dan saat kurva clock signal sedang turun. Modul DDR SDRAM pertama kali diperkenalkan dan digunakan untuk PC pada tahun 2000.

DDR SDRAM merupakan jenis DRAM 64 bit. Dengan demikian laju transfer data maksimum DDR SDRAM adalah 16 kali frekuensi bus memorinya (2 x 8 x frekuensi bus memori). Misalkan frekuensi bus memorinya adalah 100 MHz, maka laju transfer data maksimum adalah 1600 MB/s (1600 MB per detik), yang diperoleh dari perhitungan:

2 x 8 x 100 = 1600 MB/s

Angka 2, menyatakan nilai DDR (double pump), transmisi data terjadi dua kali per siklus detak.
Angka 8, menyatakan lebar bus memori dalam satuan byte (64 bit = 8 byte).
Angka 100, menyatakan frekuensi (clock speed) bus memori (100 MHz).

Perlu diketahui bahwa DDR SDRAM menggunakan teknologi DDR (Double Data Rate) hanya untuk jalur pengiriman data, sedangkan Address dan Control signals masih menggunakan teknologi SDR (Single Data Rate).
Berikut ini disajikan laju transfer data maksimum (bandwidth maksimum) beberapa DDR SDRAM standar.


Antara DDR SDRAM satu dengan lainnya pada prinsipnya tidak terdapat perbedaan arsitektural, perbedaan hanya terjadi pada kecepatan/frekuensi bus-nya saja. Misalnya, PC- 2100 didesain berjalan pada frekuensi bus (clock) 133 MHz, sedangkan PC-3200 didesain berjalan pada frekuensi bus (clock) 200 MHz. Semakin tinggi frekuensi bus memorinya, semakin cepat transmisi data yang kerjakan oleh DDR SDRAM.
DDR SDRAM biasanya dapat diatur agar bekerja lebih cepat dari frekuensi bus standar-nya atau bekerja lebih lambat dari frekuensi bus standar-nya. Pada prakteknya, pengaturan DDR SDRAM agar bekerja dengan kecepatan melebihi frekuensi bus standarnya, disebut dengan istilah overclocking. Sedangkan bila diatur agar bekerja dengan kecepatan lebih lambat dari frekuensi bus standarnya, disebut underclocking. Pengertian overclocking dan underclocking pada DDR SDRAM ini analogis dengan pengertian overclocking dan underclocking pada prosesor. Pada dasarnya, overclocking adalah upaya peningkatan frekuensi clock, sedangkan underclocking adalah penurunan frekuensi clock.
DDR SDRAM yang digunakan untuk komputer PC Desktop umumnya bertipe DIMM yang memiliki 184 pin. Jumlah pin ini lebih banyak dibandingkan SDRAM yang juga bertipe DIMM yang hanya memiliki 168 pin. Namun, jumlah pin tersebut lebih rendah dibandingkan DDR2 SDRAM yang memiliki 240 pin. Dengan demikian, secara fisik, DDR SDRAM mudah dibedakan dari SDRAM maupun dari DDR2 SDRAM.
DDR SDRAM yang digunakan untuk PC Desktop berbeda dengan DDR SDRAM yang digunakan untuk komputer laptop/notebook. DDR SDRAM untuk komputer laptop disebut DDR SO-DIMM yang memiliki 200 pin. DDR2 SO-DIMM juga memiliki 200 pin. DDR SDRAM didesain beroperasi pada tegangan 2,5 Volt (bandingkan dengan SDRAM yang didesain beroperasi pada tegangan 3,3 Volt). Khusus untuk chip atau modul standar DDR-400 (PC-3200) didesain bekerja pada tegangan 2,6 Volt. Jelas bahwa DDR SDRAM lebih hemat energi dibandingkan SDRAM. Oleh karena itu, DDR SDRAM cocok digunakan untuk komputer laptop karena dapat lebih menghemat energi battery dibandingkan SDRAM.
Kompatibilitas DRAM dipasangkan pada motherboard sangat bergantung pada prosesor dan chipset yang terdapat pada motherboard tersebut. Dalam hal ini, chipset berperanan sangat penting, karena chipsetlah yang menentukan/mengatur jenis atau tipe memori apa yang sesuai atau dapat dipasangkan pada motherboard tersebut, bahkan juga mengatur/menentukan kapasitas dan jumlah modul memori yang dapat dipasangkan. Sekarang ini tidak sedikit chipset-chipset baru yang menggunakan tipe memory (DDR SDRAM) berkonfigurasi dual channel yang memiliki bandwidth dua atau empat kali lipat memori single channel.

* Karakteristik Chip DDR SDRAM *

* Karakteristik Module DDR SDRAM *
o Chip dalam satu modul biasanya berjumlah 8 atau kelipatan dari angka 8 untuk modul non ECC, sedangkan jumlah chip untuk modul ECC biasanya 9 atau kelipatan 9. DRAM ECC, menggunakan satu bit dari setiap bytenya untuk error correction. Chip-chip tersebut umumnya berjajar menempati satu sisi/satu permukaan modul (single sided), atau berjajar menempati kedua sisi/kedua permukaan modul (dual sided). Jumlah chip maksimum dalam satu modul adalah 36 buah chip (9×4). Ukuran fisik chip pada modul DDR SDRAM yang memiliki 36 chip, biasanya lebih kecil dibandingkan modul DDR SDRAM yang memiliki 9 atau 18 chip. Deretan chip yang terdapat pada keping memori biasanya disebut dengan istilah chipset module.

o Pada satu sisi (satu permukaan) sebuah modul DRAM dapat dipasangkan satu atau dua dereten chip DRAM, sehingga pada dua sisi (dua permukaan) sebuah modul DRAM dapat dipasangkan total dua atau empat dereten chip DRAM. Bila sebuah modul memiliki total lebih dari satu deretan chip DRAM, maka memory controller secara periodik/bergantian perlu menutup atau membuka operasi deretan chip tadi, karena hanya satu deretan chip DRAM yang bisa diaktifkan ketika komputer sedang aktif bekerja.
o Seperti halnya SDRAM, tipe kemasan DDR SDRAM ada yang DIMM (untuk PC desktop), ada pula yang SO DIMM (untuk laptop/notebook).
o Daya yang dibutuhkan untuk operasional DDR SDRAM akan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan (clock speed) DDR SDRAM.
o Seperti SDRAM, kecepatan DDR SDRAM juga dipengaruhi oleh memori latency (DDR SDRAM latency) yang terdiri dari tCAS (CAS latency), tRCD, tRP, dan tRAS.

Patut dicatat bahwa karakteristik chip dan modul DDR SDRAM merupakan dua hal yang tidak dapat dipisahkan. Keduanya saling berkaitan. Karena daya tampung data pada setiap chip adalah sama (seragam), maka kapasitas atau daya tampung data modul memori ditentukan oleh besar kapasitas per chip dikalikan jumlah chip yang terpasang pada modul.

* Kepadatan memori (memory density) *
DDR SDRAM PC3200 dirancang bekerja dengan kecepatan (clock rate) 200 MHz. Chip yang digunakan adalah chip DDR-400. Oleh karena jenis DRAM ini menggunakan teknologi DDR, maka dapat dikatakan bahwa kecepatan efektifnya (effective clock rate) sebesar 400 MHz. Dengan demikian DDR SDRAM PC3200 memiliki bandwidth 3200 MB/s.
Modul DDR SDRAM PC3200 non-ECC (184 pin) berkapasitas 1GB yang banyak beredar di pasaran Indonesia, umumnya mempunyai 16 chip yang terpasang berjajar pada kedua sisi (side) modul, masing-masing sisi berisi 8 chip. Daya tampung data setiap chip-nya 512 Mbit. Secara individual, chip ini tersusun dari 64 M (64 juta) unit penyimpanan, lebar data 8 bit (x8). RAM yang diproduksi dengan rancangan seperti ini disebut Low Density DDR SDRAM (RAM berkepadatan rendah).
Modul DDR SDRAM PC3200 non-ECC berkapasitas 1 GB yang memiliki spesifikasi sama seperti di atas, namun secara individual, setiap chip-nya tersusun dari 128 M (128 juta) unit penyimpanan, lebar data 4 bit (x4), disebut High Density DDR SDRAM (RAM berkepadatan tinggi). Secara visual, sedikit sekali perbedaan antara Low Density DDR SDRAM dengan High Density DDR SDRAM.
Perusahaan Samsung diketahui memproduksi chip untuk modul DDR SDRAM PC3200 berkepadatan tinggi (High Density DDR SDRAM). Terdapat dua versi ukuran fisik chip yang diproduksi oleh Samsung, yaitu chip yang berukuran 22 x 10 mm, dan chip yang berukuran 12 x 9 mm. Chip berkepadatan tinggi produk Samsung ini dapat dikenali dengan mudah melalui kode angka yang tertera (tertulis) pada permukaan chip. Jika karakter keenam dan ketujuh dari deretan kode tersebut adalah ‘04’ (misalnya K4H510438D-UCCC), maka lebar datanya 4 bit (x4), hal ini menunjukkan chip tersebut adalah chip berkepadatan tinggi (High Density). Jika karakter tersebut adalah ‘08’, maka lebar datanya 8 bit (x8), hal ini menunjukkan chip tersebut adalah chip berkepadatan rendah (Low Density).

Rambus DRAM (RDRAM) adalah RAM yang dikembangkan oleh RAMBUS, Inc., Pengembangan ini menjadi polemik karena Intel berusaha memperkenalkan PC133MHz. RDRAM ini memiliki jalur data yang sempit (8 bit) tapi kinerjanya tidak dapat diungguli oleh DRAM jenis lain yang jalur datanya lebih lebar dari RDRAM yaitu 16 bit atau bahkan 32 bit. Hal ini karena RDRAM ini memiliki Memory Controller yang dipercanggih. Tentunya hanya motherboard yang mendukung RAMBUS saja yang bisa memakai DRAM ini, seperti MotherBoard untuk AMD K7 Athlon. Akan tetapi, RAMjenis ini dipakai oleh 3dfx, Inc., untuk mempercepat proses penggambaran objek 3 dimensi yang penuh oleh poligon. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.

Tweet