Memori Internal: ROM, RAM, & Cache Memory

"Berapa RAM-nya?". mungkin pertanyaan seperti ini sering kita dengar RAM menyatakan salah satu jenis memori internal yang menentukan kemampuan sebuah komputer. Memori internal (intentar memory) biasa disebut juga memori utama (main memory), dan memori primer (primary memory). Komponen ini berfungsi sebagai pengingat Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori dapat berupa data atau program. Secara lebih rinci, fungsi memori utama adalah:

menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU untuk diproses,
menyimpan data hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran,
menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.

Setiap sel di dalam memori memiliki alamat yang unik (tidak mungkin kembar), sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 1 Sebuah sel dapat menampung I byte data.

Gambar 1 Memori dan alamat memori.

Memori biasa dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM. Selain itu, terdapat pula memori yang disebut cache memory.

1. ROM

ROM (Read-Only Memory atau terkadang disebut firmware) adalah jenis memori yang isinya tidak hilang ketika tidak mendapat aliran listrik dan pada awalnya isinya hanya bisa dibaca. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data. Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan. Umumnya proses yang terkandung dalam BIOS secara berurutan adalah sebagai berikut:

Memeriksa isi CMOS
Memuat penangan interupsi (interrupt handlers) dan pengendali peranti (device driver)
Menginisialisasi register dan manajemen daya listrik.
Melakukan pengujian perangkat keras (POST atau the power-on self-test) untuk memastikan bahwa semua perangkat keras dalam keadaan baik
Menampilkan pengaturan-pengaturan pada sistem.
Menentukan peranti yang akan digunakan untuk menjalankan program (misalnya perantinya adalah hard disk).
Mengambil isi boot sector. Boot sector juga merupakan sebuah program kecil. Oleh BIOS program ini dimuat ke RAM dan kemudian mikroprosesor akan mengeksekusi perintah-perintah yang sudah berada dalam RAM tersebut.

Dengan cara seperti inilah akhirmya sistem operasi (misalnya Windows) dimuat. Beberapa penjelasan tentang beberapa istilah yang terdapat pada uraian di depan dapat dilihat di bawah ini

CMOS (Compmentary Metal-Oxyde Semiconductor) adalah jenis cip yang memerlukan daya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64 byte yang isinya dapat diganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer dilakukan, misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan termasuk pula tanggal dan jam sistem.
Penangan interupsi adalah program kecil yang menjadi penerjemah antara perangkat keras dan sistem operasi. Sebagai contoh, jika pemakai menekan tombol keyboard maka isyarat ini dikirimkan melalui penangan interupsi keyboard.
Pengendali peranti adalah program yang bertindak sebagai pemberi identitas bagi perangkat keras tertentu (misalnya scanner) sehingga bisa dikenali oleh sistem operasi.

Selain ROM, terdapat pula cip yang disebut PROM, EPROM, dan EEPROM.

PROM (Programmable Read-Only Memory). Jika isi ROM ditentukan oleh vendor, PROM dijual dalam keadaan kosong dan kemudian dapat diisi dengan program oleh pemakai. Setelah diisi dengan program, isi PROM tak bisa dihapus.
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory). Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram. Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultraviolet.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih bisa dihapus secara elektris melalui program. Salah satu jenis EEPROM adalah Fash memory. Flash memory biasa digunakan pada kamera digital, konsol video game, dan cip BIOS.

2. RAM

RAM (Random-Access Memory) adalah jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan mempunyai sifat bisa mengingat data/program selama terdapat arus listrik (komputer hidup). Selain itu, RAM mempunvai sifat yakni dapat menyimpan dan mengambil data dengan sangat cepat.

Catatan: Sifat yang bisa mengingat data/program selama terdapat arus listrik dikenal dengan sebutan volatile.

Tipe RAM pada PC bermacam-macam; antara lain DRAM, SDRAM. SRAM, RDRAM, dan EDO RAM.

DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung di dalamnya tidak hilang.
EDO RAM (Extended Data Out RAM) adalah jenis memori yang digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium. Cocok untuk yang memiliki bus dengan kecepatan sampai 66 MHz.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang paling umum digunakan pada PC masa sekarang. RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MH.
SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yang tidak perlu penyegaran oleh CPU agar data yang terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan baik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM.
RDRAM (Rambus Dynamic RAM) adalah jenis memori yang lebih cepat dan lebih mahal daripada SDRAM. Memori ini biasa digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium 4.

RAM pada PC dinyatakan dengan satuan megabyte dan dijual dalam bentuk modul; misalnya berukuran 64 MB ataupun 128 MB. Modul RAM bisa berupa SIMM atau DIMM.

SIMM (Singlelinline Memory Module) memiliki cip RAM hanya pada satu sisi papan.
DIMM (Dual Inline Memory Module) memiliki cip RAM pada kedua sisi papan.

Gambar 2 Contoh memori.

3. Cache Memory

Cache memory adalah memori yang memiliki kecepatan sangat tinggi, yang digunakan sebagai perantara antara RAM dan CPU. Memori ini mempunyai kecepatan lebih tinggi daripada RAM, tetap harga yang lebih mahal. Memori ini digunakan untuk menjembatani perbedaan kecepatan CPU yang sangat tinggi dengan kecepatan RAM yang jauh lebih rendah. Dengan menggunakan cache, sejumlah data dapat dipindahkan ke memori ini dalam sekali waktu, dan kemudian ALU akan mengambil data tersebut dari memori ini. Dengan pendekatan seperti ini, pemrosesan data dapat dilakukan lebih cepat daripada kalau CPU mengambil data secara langsung ke RAM.