TUGAS 1 - PERBEDAAN ARSITEKTUR SIMD & ARSITEKTUR SISD (Bulan Ke-4)

SUMBER 1

Single Intruction Stream, Single Data Stream (SISD)

Satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu persatu.

Single Instruction Stream Multiple Data Stream (SIMD)

Satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu Elemen Pemroses.

Arsitektur SIMD

Mesin SIMD secara umum mempunyai karakteristik sbb:

♦ Mendistribusi proses ke sejumlah besar hardware

♦ Beroperasi terhadap berbagai elemen data yang berbeda

♦ Melaksanakan komputasi yang sama terhadap semua elemen data

Peningkatan kecepatan pada SIMD proporsional dengan jumlah hardware (elemen pemroses) yang tersedia.

Sebagai perbandingan, pada gambar dibawah, untuk sistem SISD (a), X1, X2, X3, dan X4 merepresentasikan blok instruksi, setelah mengeksekusi X1, tergantung dari nilai X, X3 atau X2 dieksekusi kemudian X4. Pada sistem SIMD, beberapa aliran data ada yang memenuhi X=? dan ada yang tidak, maka beberapa elemen akan melakukan X3 dan yang lain akan melakukan X2 setelah itu semua elemen akan melakukan X4.

Array Element pemroses atau biasa disebut Processor Array dapat berbeda satu sama lain

berdasarkan:

♦ Struktur elemen pemroses

♦ Struktur unit kontrol

♦ Struktur memori

♦ Topologi interkoneksi

♦ Struktur input/output

Struktur umum dari 16 elemen pemroses dan unit kontrol tunggal dapat dilihat pada gambar berikut :

PENULISAN 2 - JELASKAN & RINCIKAN DARI ORGANISASI MEMORI (Bulan Ke-4)

SUMBER 1

SUMBER 2

Walsh dkk (1991) dalam Stein (1995) mendefinisikan memori organisasi (MO) sebagai penyimpanan informasi dari sejarah organisasi yang dapat digunakan untuk menghasilkan keputusan saat ini. Definisi tersebut kemudian diperluas oleh Stein (1995) dengan menambahkan akibat dari penggunaan MO, yaitu terjadinya peningkatan atau penurunan tingkat keefektifan organisasi, seperti mengasah kompetensi inti, meningkatkan pembelajaran organisasi, meningkatkan kemandirian, dan menurunkan biaya transaksi.

Gambar 1 menunjukkan Proses MO. Pengetahuan dihasilkan dari suatu proses belajar, lalu disimpan untuk kemudian dipanggil kembali, biasanya untuk mendukung pengambilan keputusan atau mengatasi suatu masalah. Tabel 1 menunjukan sarana pemeliharaan memori organisasi (MO).

Beberapa sarana untuk mempertahankan MO ditunjukkan pada tabel I. Schema adalah suatu struktur kognitif individu yang membantu orang mengatur dan memproses pengetahuan secara efisien. Script (terkadang diartikan sebagai tranformasi atau perubahan) menggambarkan urutan kejadian pada situasi yang lazim atau akrab. Sistem adalah kumpulan elemen-elemen saling terkait yang terhubung baik secara langsung maupun tidak langsung.

Walsh and Ungson (1991) dalam Rahman (2006), memaparkan bahwa tempat penyimpanan MO adalah:

Individu berupa catatan atau rekaman yang berhubungan dengannya.

Budaya, berupa cara belajar mempersepsikan, berpikir dan merasakan sesuatu.

Perubahan atau logika yang menuntun perubahan masukan (misalnya bahan mentah, tenaga baru,  klaim asuransi ) ke dalam bentuk keluaran (misalnya produk akhir, orang perusahan yang berpengalaman, pembayaran asuransi).

Struktur yaitu peran dan perilaku yang diharapkan.

Ekologi yaitu pengaturan secara fisik tempat kerja (organisasi).

Penyimpanan eksternal berupa dokumentasi informasi. Misalnya ingatan pekerja sebelumnya, pengetahuan pesaing, rekaman layanan keuangan perusahaan.

Perawatan pengetahuan diperlukan karena pengetahuan yang dimiliki adakalanya hilang atau rusak. Misalnya berhentinya beberapa orang pekerja lama di perusahaan. Pemanfaatan teknologi informasi dapat memberikan informasi secara lebih cepat dan tepat, melawati batas waktu dan ruang. Teknologi penyimpanan komputer dan teknik pemanggilan kembali yang canggih, seperti bahasa query, database multimedia, dan sistem manajemen database, bisa menjadi alat efektif dalam meningkatkan memori organisasi (Alavi, 2001).

Organisasi Memori, salah satunya adalah menggunakan Inteleaving dimana tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan pengaksesan system penyimpanan yang besar. Sistem penyimpanan yang besar terdiri atas beberapa bank memori independent yang diakses oleh CPU dan peralatan I/O melalui pengontrolan port memori. Contoh : Cross bar switch

Sistem penyimpanan menggunakan Interleave High Order:

Setiap bank (penyimpanan) berisi blok alamat yang berurutan.

Setiap peralatan, termasuk CPU, menggunakan bank memori yang berbeda untuk program dan datanya, maka semua bank dapat mentransfer data secara serentak.

Sistem penyimpanan menggunakan Interleave Low Order:

Alamat yang berurutan berada dalam bank yang terpisah, sehingga setiap peralatan perlu mengakses semua bank selagi menjalankan programnya atau mentransfer data. Contohnya : suatu siklus memori lebih lama daripada waktu siklus CPU.

Apabila word yang berurutan berada dalam bank yang berbeda, maka system penyimpanan bila dilengkapi dengan putaran yang cocok dapat melengkapi akses memori yang berurutan, dengan kata lain setelah CPU meminta untuk mengakses word pertama yang disimpan dalam salah satu bank, maka ia dapat bergerak ke bank kedua dan mengawali akses word kedua sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama sementara penyimpanan tetap mendapatkan kembali word pertama.Pada CPU kembali ke bank pertama, system penyimpanan diharapkan telah menyelesaikan mengakses word pertama dan telah siap mengakses lagi.

Banyak komputer berkinerja tinggi menggunakan Inteleave Low Order

Organisasi Memory IBM PC

Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa prosesor 8088 secara langsung dapat berhubungan dengan lokasi memory sebanyak 1 Mb, yang di mulai 00000H sampai dengan FFFFFH dan keseluruhan lokasi memory tersebut terdapat pada dua jenis memory yaitu RAM dan ROM.

Seperempat memory paling di atas, terdiri dari segment paragraf 0000H sampai FFFFH disediakan untuk ROM dan ROM BIOS menempati 8 KB lokasi memory yang diawali dari paragraf FE00H.

ROM BASIC menempati 32 KB sebelumnya, yang dimulai dari segment paragraf F600H dan berakhir pada awal lokasi ROM BIOS. Sisa lokasi ROM yang ada dapat digunakan untuk ROM tambahan dan diletakkan diatas paragraf 0000H.

Di bawah area ROM terdapat area sebesar 64 Kb yang secara khusus di sediakan untuk menunjang keperluan layar tampilan. Area memory tersebut di bagi menjadi 2 bagian yaitu bagian pertama pada paragraf B000H digunakan untuk monochrom display yang kedua diguanakan unuk color graphics display pada paragraf B800H. Monochrome display hanyan menempati 4 Kb, sedangkan color grafics display menggunakan 16 Kb. Lokasi yang tersisa tidak digunakan atau digunakan untuk pengembangan berikutnya.

Untuk display adapter, sebenarnya tidak hanya 64 Kb saja yang disediakan melainkan 64 Kb di bawahnya juga dapat digunakan sesuai dengan dokumentasi IBM (A000H – B000H). Lokasi memory 64 Kb tersebut dibagi menjadi 2 bagian yaitu 16 Kb pertama (paragraf A000–A400H ) digunakan secara tidak menentu (tidak ada indikasi maksud kegunaannya ) sedangkan 48 Kb sisanya ( dari paragraf A400H sampai dengan B000H ) merupakan bagian dari seluruh 112 Kb memory yang disediakan untuk high resolution display baru, yang membutuhkan memory yang lebih besar dari pada memory monochrome display dan color grafics display. Jadi alokasi memory seluruhnya yang disediakan untuk tampilan dimulai dari segment paragraf A400H sampai dengan 0000H.

Lokasi memory yang terletak dibawah paragraf A000H dapat digunakan seperti penggunaan memory biasa. Memory yang sebesar 16 Kb pertama diatas 1000H terletak pada board sistem dan memory tambahan diletakkan pada expansion board.

IBM-PC sebenarnya hanya ditunjang dengan memory sebesar 256 K dan memungkinkan untuk dikembangkan lebih besar dari 256 Kb yang akan di cek oleh program poweron self test dari ROM BIOS. Semua RAM yang dipasang pada komputer ini diletakkan pada lokasi terendah ari memory yang ada.

Peta Memory IBM PC

      

Program-program dan data-data pada komputer maupun mikrokontroller disimpan pada memori. Memori yang diakses oleh mikrokontroller ini terdiri dari RAM danROM. Perbedaan antara RAM dan ROM ini adalah RAMhanya bisa ditulis dan dibaca, sedangkan ROM hanya bisa dibaca. RAM bersifat volatile (isinya hilang jikapower/sumber tegangan dihilangkan), sedangkan ROMbersifat non-volatile (isinya tidak hilang jika power/sumber tegangan dihilangkan).

Biasanya mikrokontroler tipe AT89S8253mengimplementasikan pembagian ruang memori untuk data dan program. ROM ini biasanya berisi kode/program untuk mengontrol kerja dari mikrokontroler, sedangkan RAM biasanya berisi data yang akan dieksekusi oleh mikrokontroler. Setiap mikrokontroler khususnya keluarga MCS 51 memiliki ROM dan RAM internal yang besarnya bervariasi.

PENULISAN 1 - TEKNOLOGI & BIAYA SISTEM MEMORI BESERTA GAMBAR & STUDI KASUS (Bulan Ke-4)

SUMBER 1

SUMBER 2

Sistem Memori ( Memori ) adalah komponen-komponen elektronik yang menyimpan perintah- perintah yang menunggu untuk di eksekusi oleh prosesor,data yang diperlukan oleh insruksi (perintah) tersebut dan hasil-hasil dari data yang diproses ( informasi ). Memori biasanya terdiri atas satu chip atau beberapa papan sirkuit lainnya dalam prosesor. Memori komputer bisa diibaratkan sebagai papan tulis, dimana setiap orang yang masuk kedalam ruangan bisa membaca dan memanfaatkan data yang ada dengan tanpa merubah susunan yang tersaji. Data yang diproses oleh komputer, sebenarnya masih tersimpan didalam memori, dan dalam hal ini komputer hanya membaca data dan kemudian memprosesnya. Satu kali data tersimpan didalam memori komputer, maka data tersebut akan tetap tinggal disitu selamanya. Setiap kali memori penuh, maka data yang ada bisa dihapus sebagian ataupun seluruhnya untuk diganti dengan data yang baru.

TEKNOLOGI DAN BIAYA SISTEM MEMORI

Ada 2 teknologi yang mendominasi industri memori sentral dan memori utama, yaitu :

a.       Memori Magnetic Core (tahun 1960)

Sel penyimpanan yang ada dalam memori inti dibuat dari elemen besi yang berbentuk donat yang disebut magnetic core (inti magnetis) atau hanya disebut core saja. Para pembuat(pabrikan) yang membuat core ini menyusun core plane bersama dengan sirkuit lain yang diperlukan, menjadi memori banks(bank memori)

b.      Memori Solid State

Komputer yang pertama diproduksi untuk tujuan komersil adaalah UNIVAC dimana :

·         CPU nya menggunakan teknologi vacuum tube (tabung hampa udara) dan menjalankan aritmatika decimal.

·         Memori utamanya 1000 word (setiap word besarnya 60 bit dan menyimpan 12 karakter 5 bit)

Klasifikasi memory

-          Utama

a.       RAM (Random Access Memory) 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. 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.

b.      CAM (Content Addressable Memory)

Pada CAM, memori diakses berdasarkan isi, bukan alamat. Pencarian data dilakukan secara simultan dan paralel dengan basis isi memori. CAM disebut juga sebagai memori Asosiatif.

c.       CACHE

Memori utama yang digunakan sistem computer pada awalnya dirasakan masih lambat kerjanya dibandingkan dengan kerja CPU, sehingga perlu dibuat sebuah memori yang dapat membantu kerja memori utama tersebut. Sebagai perbandingan waktu akses memori cache lebih cepat 5 sampai 10 kali dibandingkan memori utama.

Contoh Studi Kasus:

Apa itu Bandwith Memory ?

Bandwitdh adalah nilai yang menunjukkan banyaknya data yang dapat di-transfer dalam waktu satu detik. Satuan Bandwitdh adalah Mb/s. Bandwidth menunjukkan kinerja yang sesungguhnya dari RAM.

Secara teori Bandwith dapat dihitungkan menggunakan rumus sebagai berikut :

Bandwidth = Arsitektur * FSB

Umumnya pada RAM DDR, nilai FSB jarang dituliskan dan diganti dengan nilai bandwidth-nya. Arsitektur RAM (DDR/DDR2) sendiri umumnya adalah 64-bit (atau 8 byte). RAM dengan mode Dual Channel berarti memiliki arsitektur 64-bit x 2 = 128 bit atau 16-byte. Dual channel membuat bandwidth RAM menjadi dua kali lipat lebih besar.

Contoh :

DDR Visipro 512Mb PC266 sering ditulis sebagai PC2100 (Bandwidth dari PC266), hasil perkalian dari 64-bit (8 byte) * 266 MHz = 2.128 MB/s ~ pembulatan jadi 2.100.

DDR Visipro 256Mb PC333 sering ditulis sebagai PC2700 (Bandwidth dari PC333), hasil perkalian dari 64-bit (8 byte) * 333 MHz = 2.664 MB/s ~ pembulatan jadi 2.700.

DDR Visipro 256Mb PC400 sering ditulis sebagai PC3200 (Bandwidth dari PC400), hasil perkalian dari 64-bit (8 byte) * 400 MHz = 3.200 MB/s.

DDR2 Visipro 512GB PC533 sering ditulis sebagai PC4200, hasil perkalian dari 64-bit (8 byte) * 533 MHz = 4.264 MB/s ~ pembulatan jadi 4.200.

DDR2 Visipro 1GB PC667 sering ditulis sebagai PC5300, hasil perkalian dari 64-bit (8 byte) * 667 MHz = 5.336 MB/s ~ pembulatan jadi 5.300