Hirarki Memori dalam Arsitektur Komputer

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Dalam desain sistem komputer, sebuah prosesor , serta sejumlah besar perangkat memori, telah digunakan. Namun, masalah utamanya adalah, suku cadang ini mahal. Sehingga organisasi memori sistem dapat dilakukan dengan hierarki memori. Ini memiliki beberapa tingkat memori dengan tingkat kinerja yang berbeda. Tetapi semua ini dapat memberikan tujuan yang tepat, sehingga waktu akses dapat dikurangi. Hierarki memori dikembangkan tergantung pada perilaku program. Artikel ini membahas gambaran umum hierarki memori dalam arsitektur komputer.

Apa itu Hirarki Memori?

Memori di komputer dapat dibagi menjadi lima hierarki berdasarkan kecepatan serta penggunaannya. Prosesor dapat berpindah dari satu level ke level lainnya berdasarkan kebutuhannya. Lima hierarki dalam memori adalah register, cache, memori utama, cakram magnetik, dan pita magnetik. Tiga hierarki pertama adalah memori volatil yang berarti ketika tidak ada daya, dan kemudian secara otomatis kehilangan data yang disimpan. Sedangkan dua hierarki terakhir bersifat tidak volatile yang artinya menyimpan data secara permanen.




Elemen memori adalah himpunan perangkat penyimpanan yang menyimpan data biner dalam tipe bit. Secara umum, penyimpanan memori dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori seperti volatile dan non volatile.

Hirarki Memori dalam Arsitektur Komputer

Itu desain hierarki memori dalam sistem komputer terutama mencakup perangkat penyimpanan yang berbeda. Sebagian besar komputer dilengkapi dengan penyimpanan ekstra untuk bekerja lebih kuat di luar kapasitas memori utama. Pengikut diagram hierarki memori adalah piramida hierarki untuk memori komputer. Perancangan hirarki memori dibagi menjadi dua jenis yaitu memori primer (Internal) dan memori sekunder (Eksternal).



Hirarki Memori

Hirarki Memori

Memori Utama

Memori utama juga dikenal sebagai memori internal, dan ini dapat diakses langsung oleh prosesor. Memori ini termasuk register utama, cache, dan CPU.


Memori Sekunder

Memori sekunder juga dikenal sebagai memori eksternal, dan ini dapat diakses oleh prosesor melalui modul input / output. Memori ini mencakup disk optik, disk magnetik, dan pita magnetik.

Karakteristik Hirarki Memori

Karakteristik hierarki memori terutama mencakup berikut ini.

Performa

Sebelumnya, perancangan sistem komputer dilakukan tanpa hirarki memori, dan kesenjangan kecepatan antara memori utama serta register CPU meningkat karena perbedaan waktu akses yang sangat besar, yang akan menyebabkan kinerja sistem yang lebih rendah. Jadi, peningkatan itu wajib. Penyempurnaan ini dirancang dalam model hierarki memori karena peningkatan kinerja sistem.

Kemampuan

Kemampuan hierarki memori adalah jumlah total data yang dapat disimpan oleh memori. Karena setiap kali kita bergeser dari atas ke bawah di dalam hierarki memori, maka kapasitasnya akan bertambah.

Waktu akses

Waktu akses dalam hierarki memori adalah interval waktu antara ketersediaan data serta permintaan untuk membaca atau menulis. Karena setiap kali kita bergeser dari atas ke bawah di dalam hierarki memori, maka waktu akses akan bertambah

Biaya per bit

Ketika kita bergeser dari bawah ke atas di dalam hirarki memori, maka biaya untuk setiap bit akan meningkat yang berarti Memori internal lebih mahal dibandingkan dengan memori eksternal.

Desain Hirarki Memori

Hierarki memori di komputer terutama mencakup berikut ini.

Mendaftar

Biasanya register adalah RAM statis atau SRAM dalam prosesor komputer yang digunakan untuk menyimpan kata data yang biasanya 64 atau 128 bit. Penghitung program mendaftar adalah yang paling penting serta ditemukan di semua prosesor. Sebagian besar prosesor menggunakan register kata status serta akumulator. Register kata status digunakan untuk pengambilan keputusan, dan akumulator digunakan untuk menyimpan data seperti operasi matematika. Biasanya, komputer suka komputer set instruksi yang kompleks memiliki begitu banyak register untuk menerima memori utama, dan RISC- set instruksi yang dikurangi komputer memiliki lebih banyak register.

Memori Cache

Memori cache juga dapat ditemukan di prosesor, namun jarang yang lain IC (sirkuit terintegrasi) yang dipisahkan menjadi beberapa tingkatan. Cache menyimpan potongan data yang sering digunakan dari memori utama. Ketika prosesor memiliki satu inti maka itu akan memiliki dua (atau) lebih tingkat cache yang jarang. Prosesor multi-inti yang ada akan memiliki tiga, 2-level untuk setiap satu inti, dan satu tingkat dibagikan.

Memori utama

Memori utama di komputer tidak lain adalah unit memori di dalam CPU yang berkomunikasi secara langsung. Ini adalah unit penyimpanan utama komputer. Memori ini cepat dan juga memori besar yang digunakan untuk menyimpan data di seluruh operasi komputer. Memori ini terdiri dari RAM serta ROM.

Disk Magnetik

Disk magnetik di komputer adalah pelat bundar yang dibuat dari plastik, sebaliknya logam oleh bahan magnet. Seringkali, dua permukaan disk digunakan dan banyak disk dapat ditumpuk pada satu spindel dengan kepala baca atau tulis yang tersedia di setiap bidang. Semua disk di komputer berputar secara bersamaan dengan kecepatan tinggi. Trek di komputer tidak lain adalah bit yang disimpan di dalam bidang magnet di titik-titik di sebelah lingkaran konsentris. Ini biasanya dipisahkan menjadi beberapa bagian yang disebut sebagai sektor.

Pita Magnetik

Pita ini adalah rekaman magnetik normal yang dirancang dengan penutup tipis yang dapat dimagnetkan pada film plastik yang diperpanjang dari strip tipis. Ini terutama digunakan untuk membuat cadangan data besar. Setiap kali komputer perlu mengakses strip, pertama-tama itu akan dipasang untuk mengakses data. Setelah data diizinkan, maka data akan dilepas. Waktu akses memori akan lebih lambat dalam strip magnet serta akan memakan waktu beberapa menit untuk mengakses strip.

Keuntungan Hirarki Memori

Kebutuhan akan hierarki memori meliputi yang berikut ini.

  • Pendistribusian memori sederhana dan ekonomis
  • Menghapus kehancuran eksternal
  • Data bisa tersebar di mana-mana
  • Izin menuntut paging & pra-paging
  • Bertukar akan lebih mahir

Jadi, ini semua tentang hierarki memori . Dari informasi di atas, akhirnya kita dapat menyimpulkan bahwa ini terutama digunakan untuk menurunkan biaya bit, frekuensi akses, dan untuk meningkatkan kapasitas, waktu akses. Jadi, terserah desainer seberapa besar mereka membutuhkan karakteristik ini untuk memenuhi kebutuhan konsumen mereka. Ini pertanyaan untukmu, hierarki memori di OS ?