Sejarah Perkembangan RAM/Memory
January 29, 2009
PENDAHULUAN
Perkembangan micro computer, atau yang lebih sering disebut dengan PC
(Personal Computer) yang sedemikian pesat tentunya tidak lepas dari
kebutuhan manusia akan informasi yang harus diolah oleh PC serta tentu
saja perkembangan teknologi, khususnya teknologi perangkat keras,
perangkat lunak, serta fungsi atau algoritma yang digunakan dalam
memproses informasi yang diolah tersebut.
Masih terbekas dalam ingatan kita akan perayaan 20 tahun PC yang
jatuh pada bulan Agustus 2001 yang lalu, yang apabila kita cermati saat
ini kita berada pada masa dimana PC telah menjadi bagian yang tidak
dapat dipisahkan dari kehidupan kita. Jika pada awal ditemukannya, PC
masih dianggap sebagai barang mahal, kini hampir semua orang sudah
memilikinya. Bisa dikatakan, orang yang tidak mengenal komputer akan
dicap sebagai orang yang gagap teknologi.
Jika pada saat itu PC yang diotaki oleh prosessor Intel 8088 hanya
mampu berjalan dengan kecepatan 4,77 MHz yang digunakan untuk
menggerakkan program pengolah kata dalam pembuatan dan editing dokumen,
spreadsheet sederhana untuk mengerjakan pekerjaan akuntansi maupun
bisnis, dan program database sederhana serta sedikit program pendidikan
dan game yang juga masih sangat sederhana. Kini PC yang diotaki Intel
Pentium4 mampu berlari dengan kecepatan 2GHz, bahkan baru – baru ini
Intel Corp melalui ajang Intel Developer Forum-nya, telah menunjukkan
demo prosessor Intel berkecepatan 3,5GHz! Suatu lompatan penemuan
teknologi yang cukup fantastis.
Namun perkembangan kemampuan PC tidak selalu ditentukan oleh perkembangan prosessor semata. Masih
faktor
lainnya, seperti teknologi chipset, memori, kartu VGA, perangkat media
simpan, dan sebagainya. Semua perangkat saling berkembang, berevolusi ke
arah yang lebih baik untuk bersama – sama membangun sistem PC yang
tangguh.
Untuk itulah, melalui makalah ini, penulis mencoba memberikan sedikit
informasi mengenai evolusi perangkat memori pada PC. Namun sebelum
melangkah pada pokok permasalahan, perlu ditegaskan terlebih dahulu
ruang lingkup pembahasan makalah ini. Evolusi memori yang penulis bahas
pada makalah ini hanya meliputi memori utama (main memory) jenis RAM
(Random Access Memory) yang digunakan pada komputer mikro (PC).
Perkembangan kemampuan prosessor yang pesat tentunya harus diimbangi
dengan peningkatan kemampuan memori. Sebagai penampung data / informasi
yang dibutuhkan oleh prosessor sekaligus sebagai penampung hasil dari
perhitungan yang dilakukan oleh prosessor, kemampuan memori dalam
mengelola data tersebut sangatlah penting. Percuma saja sebuah sistem PC
dengan prosessor berkecepatan tinggi apabila tidak diimbangi dengan
kemampuan memori yang sepadan.
Ketidak tepatan perpaduan kemampuan prosessor dengan memori dapat
menyebabkan inefisiensi bagi keduanya. Katakanlah kita memiliki
prosessor yang mampu mengolah arus data sebanyak 100 instruksi per
detiknya, sementara kita memiliki memori dengan kemampuan menyalurkan
data ke prosessor sebesar 50 instruksi per detiknya. Lalu apa yang
terjadi? Sistem akan mengalami bottleneck. Prosessor harus menunggu data
dari memori. Instruksi yang seharusnya dapat dikerjakan dalam waktu 1
detik menjadi 2 detik karena kemampuan memori yang terbatas.
Apa Arti Istilah-istilah pada RAM?
Begitu banyak nama dan istilah spesifik digunakan pada RAM. Kadang dapat
membingungkan. Tapi tidak jadi masalah, setelah Anda membaca penjelasan
singkatnya berikut. Ini dapat dijadikan panduan, setidaknya untuk
membaca spesifikasi dan memperhitungkan dengan kemampuan produk yang
bersangkutan.
Speed
Speed atau kecepatan, makin menjadi faktor penting dalam pemilihan
sebuah modul memory. Bertambah cepatnya CPU, ditambah dengan
pengembangan digunakannya dual-core, membuat RAM harus memiliki
kemampuan yang lebih cepat untuk dapat melayani CPU.
Ada beberapa paramater penting yang akan berpengaruh dengan kecepatan sebuah memory.
Megahertz
Penggunaan istilah ini, dimulai pada jaman kejayaan SDRAM. Kecepatan
memory, mulai dinyatakan dalam megahertz (MHz). Dan masih tetap
digunakan, bahkan sampai pada DDR2.
Perhitungan berdasarkan selang waktu (periode) yang dibutuhkan antara
setiap clock cycle. Biasanya dalam orde waktu nanosecond. Seperti
contoh pada memory dengan aktual clock speed 133 MHz, akan membutuhkan
access time 8ns untuk 1 clock cycle.
Kemudian keberadaan SDRAM tergeser dengan DDR (Double Data Rate).
Dengan pengembangan utama pada kemampuan mengirimkan data dua kali lebih
banyak. DDR mengirimkan data dua kali dalam satu clock cycle.
Kebanyakan produk mulai menggunakan clock speed efektif, hasil
perkalian dua kali data yang dikirim. Ini sebetulnya lebih tepat jika
disebut sebagai DDR Rating.
Hal yang sama juga terjadi untuk DDR2. Merupakan hasil pengembangan
dari DDR. Dengan kelebihan utama pada rendahnya tegangan catudaya yang
mengurangi panas saat beroperasi. Juga kapasitas memory chip DDR2 yang
meningkat drastis, memungkinkan sebuah keping DDR2 memiliki kapasitas
hingga 2 GB. DDR2 juga mengalami peningkatan kecepatan dibanding DDR.
PC Rating
Pada modul DDR, sering ditemukan istilah misalnya PC3200. Untuk modul DDR2, PC2-3200. Dari mana angka ini muncul?
Biasa dikenal dengan PC Rating untuk modul DDR dan DDR2. Sebagai
contoh kali ini adalah sebuah modul DDR dengan clock speed 200 MHz. Atau
untuk DDR Rating disebut DDR400. Dengan bus width 64-bit, maka data
yang mampu ditransfer adalah 25.600 megabit per second (=400 MHz x
64-bit). Dengan 1 byte = 8-bit, maka dibulatkan menjadi 3.200MBps
(Mebabyte per second). Angka throughput inilah yang dijadikan nilai
dari PC Rating. Tambahan angka “2″, baik pada PC Rating maupu DDR
Rating, hanya untuk membedakan antara DDR dan DDR2.
CAS Latency
Akronim CAS berasal dari singkatan column addres strobe atau column
address select. Arti keduanya sama, yaitu lokasi spesifik dari sebuah
data array pada modul DRAM.
CAS Latency, atau juga sering disingkat dengan CL, adalah jumlah
waktu yang dibutuhkan (dalam satuan clock cycle) selama delay waktu
antara data request dikirimkan ke memory controller untuk proses read,
sampai memory modul berhasil mengeluarkan data output. Semakin rendah
spesifikasi CL yang dimiliki sebuah modul RAM, dengan clock speed yang
sama, akan menghasilkan akses memory yang lebih cepat.
MENGENAL BAGIAN-BAGIAN RAM
Secara fisik, komponen PC yang satu ini termasuk komponen dengan ukuran
yang kecil dan sederhana. Dibandingkan dengan komponen PC lainnya.
Sekilas, ia hanya berupa sebuah potongan kecil PCB, dengan beberapa
tambahan komponen hitam. Dengan tambahan titik-titik contact point,
untuk memory berinteraksi dengan motherboard. Inilah di antaranya.
PCB (Printed Circuit Board)
Pada umumnya, papan PCB berwana hijau. Pada PCB inilah beberapa komponen chip memory terpasang.
PCB ini sendiri tersusun dari beberapa lapisan (layer). Pada setiap
lapisan terpasang jalur ataupun sirkuit, untuk mengalirkan listrik dan
data. Secara teori, semakin banyak jumlah layer yang digunakan pada PCB
memory, akan semakin luas penampang yang tersedia dalam merancang jalur.
Ini memungkinkan jarak antar jalur dan lebar jalur dapat diatur dengan
lebih leluasa, dan menghindari noise interferensi antarjalur pada PCB.
Dan secara keseluruhan akan membuat modul memory tersebut lebih stabil
dan cepat kinerjanya. Itulah sebabnya pada beberapa iklan untuk produk
memory, menekankan jumlah layer pada PCB yang digunakan modul memory
produk yang bersangkutan.
Contact Point
Sering juga disebut contact finger, edge connector, atau lead. Saat
modul memory dimasukkan ke dalam slot memory pada motherboard, bagian
inilah yang menghubungkan informasi antara motherboard dari dan ke modul
memory. Konektor ini biasa terbuat dari tembaga ataupun emas. Emas
memiliki nilai konduktivitas yang lebih baik. Namun konsekuensinya,
dengan harga yang lebih mahal. Sebaiknya pilihan modul memory
disesuaikan dengan bahan konektor yang digunakan pada slot memory
motherboard. Dua logam yang berbeda, ditambah dengan aliran listrik saat
PC bekerja lebih memungkinkan terjadinya reaksi korosif.
Pada contact point, yang terdiri dari ratusan titik, dipisahkan
dengan lekukan khusus. Biasa disebut sebagai notch. Fungsi utamanya,
untuk mencegah kesalahan pemasangan jenis modul memory pada slot DIMM
yang tersedia di motherboard. Sebagai contoh, modul DDR memiliki notch
berjarak 73 mm dari salah satu ujung PCB (bagian depan). Sedangkan DDR2
memiliki notch pada jarak 71 mm dari ujung PCB. Untuk SDRAM, lebih
gampang dibedakan, dengan adanya 2 notch pada contact point-nya.
DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Komponen-komponen berbentuk kotak-kotak hitam yang terpasang pada PCB
modul memory inilah yang disebut DRAM. Disebut dynamic, karena hanya
menampung data dalam periode waktu yang singkat dan harus di-refresh
secara periodik. Sedangkan jenis dan bentuk dari DRAM atau memory chip
ini sendiri cukup beragam.
Chip Packaging
Atau dalam bahasa Indonesia adalah kemasan chip. Merupakan lapisan luar
pembentuk fisik dari masing-masing memory chip. Paling sering digunakan,
khususnya pada modul memory DDR adalah TSOP (Thin Small Outline
Package). Pada RDRAM dan DDR2 menggunakan CSP (Chip Scale Package).
Beberapa chip untuk modul memory terdahulu menggunakan DIP (Dual In-Line
Package) dan SOJ (Small Outline J-lead).
DIP (Dual In-Line Package)
Chip memory jenis ini digunakan saat memory terinstal langsung pada PCB
motherboard. DIP termasuk dalam kategori komponen through-hole, yang
dapat terpasang pada PCB melalui lubang-lubang yang tersedia untuk
kaki/pinnya. Jenis chip DRAM ini dapat terpasang dengan disolder ataupun
dengan socket. SOJ (Small Outline J-Lead) Chip DRAM jenis SOJ, disebut
demikan karena bentuk pin yang dimilikinya berbentuk seperti huruh “J”.
SOJ termasuk dalam komponen surfacemount, artinya komponen ini dipasang
pada sisi pemukaan pada PCB.
TSOP (Thin Small Outline Package)
Termasuk dalam komponen surfacemount. Namanya sesuai dengan bentuk dan
ukuran fisiknya yang lebih tipis dan kecil dibanding bentuk SOJ.
CSP (Chip Scale Package)
Jika pada DIP, SOJ dan TSOP menggunakan kaki/pin untuk menghubungkannya
dengan board, CSP tidak lagi menggunakan PIN. Koneksinya menggunakan BGA
(Ball Grid Array) yang terdapat pada bagian bawah komponen. Komponen
chip DRAM ini mulai digunakan pada RDRAM (Rambus DRAM) dan DDR.
Sejarah perkembangan RAM
1. R A M
RAM yang merupakan singkatan dari Random Access Memory ditemukan oleh
Robert Dennard dan diproduksi secara besar – besaran oleh Intel pada
tahun 1968, jauh sebelum PC ditemukan oleh IBM pada tahun 1981. Dari
sini lah perkembangan RAM bermula. Pada awal diciptakannya, RAM
membutuhkan tegangan 5.0 volt untuk dapat berjalan pada frekuensi
4,77MHz, dengan waktu akses memori (access time) sekitar 200ns (1ns =
10-9 detik).
2. D R A M
Pada tahun 1970, IBM menciptakan sebuah memori yang dinamakan DRAM.
DRAM sendiri merupakan singkatan dari Dynamic Random Access Memory.
Dinamakan Dynamic karena jenis memori ini pada setiap interval waktu
tertentu, selalu memperbarui keabsahan informasi atau isinya. DRAM
mempunyai frekuensi kerja yang bervariasi, yaitu antara 4,77MHz hingga
40MHz.
3. FP RAM
Fast Page Mode DRAM atau disingkat dengan FPM DRAM ditemukan sekitar
tahun 1987. Sejak pertama kali diluncurkan, memori jenis ini langsung
mendominasi pemasaran memori, dan orang sering kali menyebut memori
jenis ini “DRAM” saja, tanpa menyebut nama FPM. Memori jenis ini bekerja
layaknya sebuah indeks atau daftar isi. Arti Page itu sendiri merupakan
bagian dari memori yang terdapat pada sebuah row address. Ketika sistem
membutuhkan isi suatu alamat memori, FPM tinggal mengambil informasi
mengenainya berdasarkan indeks yang telah dimiliki. FPM memungkinkan
transfer data yang lebih cepat pada baris (row) yang sama dari jenis
memori sebelumnya. FPM bekerja pada rentang frekuensi 16MHz hingga 66MHz
dengan access time sekitar 50ns. Selain itu FPM mampu mengolah transfer
data (bandwidth) sebesar 188,71 Mega Bytes (MB) per detiknya.
Memori FPM ini mulai banyak digunakan pada sistem berbasis Intel 286, 386 serta sedikit 486.
4. EDO RAM
Pada tahun 1995, diciptakanlah memori jenis Extended Data Output
Dynamic Random Access Memory (EDO DRAM) yang merupakan penyempurnaan
dari FPM. Memori EDO dapat mempersingkat read cycle-nya sehingga dapat
meningkatkan kinerjanya sekitar 20 persen. EDO mempunyai access time
yang cukup bervariasi, yaitu sekitar 70ns hingga 50ns dan bekerja pada
frekuensi 33MHz hingga 75MHz. Walaupun EDO merupakan penyempurnaan dari
FPM, namun keduanya tidak dapat dipasang secara bersamaan, karena adanya
perbedaan kemampuan.
Memori EDO DRAM banyak digunakan pada sistem berbasis Intel 486 dan kompatibelnya serta Pentium generasi awal.
5. SDRAM PC66
Pada peralihan tahun 1996 – 1997, Kingston menciptakan sebuah modul
memori dimana dapat bekerja pada kecepatan (frekuensi) bus yang sama /
sinkron dengan frekuensi yang bekerja pada prosessor. Itulah sebabnya
mengapa Kingston menamakan memori jenis ini sebagai Synchronous Dynamic
Random Access Memory (SDRAM). SDRAM ini kemudian lebih dikenal sebagai
PC66 karena bekerja pada frekuensi bus 66MHz. Berbeda dengan jenis
memori sebelumnya yang membutuhkan tegangan kerja yang lumayan tinggi,
SDRAM hanya membutuhkan tegangan sebesar 3,3 volt dan mempunyai access
time sebesar 10ns.
Dengan kemampuannya yang terbaik saat itu dan telah diproduksi secara
masal, bukan hanya oleh Kingston saja, maka dengan cepat memori PC66
ini menjadi standar memori saat itu. Sistem berbasis prosessor Soket 7
seperti Intel Pentium klasik (P75 – P266MMX) maupun kompatibelnya dari
AMD, WinChip, IDT, dan sebagainya dapat bekerja sangat cepat dengan
menggunakan memori PC66 ini. Bahkan Intel Celeron II generasi awal pun
masih menggunakan sistem memori SDRAM PC66.
6. SDRAM PC100
Selang kurun waktu setahun setelah PC66 diproduksi dan digunakan
secara masal, Intel membuat standar baru jenis memori yang merupakan
pengembangan dari memori PC66. Standar baru ini diciptakan oleh Intel
untuk mengimbangi sistem chipset i440BX dengan sistem Slot 1 yang juga
diciptakan Intel. Chipset ini didesain untuk dapat bekerja pada
frekuensi bus sebesar 100MHz. Chipset ini sekaligus dikembangkan oleh
Intel untuk dipasangkan dengan prosessor terbaru Intel Pentium II yang
bekerja pada bus 100MHz. Karena bus sistem bekerja pada frekuensi 100MHz
sementara Intel tetap menginginkan untuk menggunakan sistem memori
SDRAM, maka dikembangkanlah memori SDRAM yang dapat bekerja pada
frekuensi bus 100MHz. Seperti pendahulunya PC66, memori SDRAM ini
kemudian dikenal dengan sebutan PC100.
Dengan menggunakan tegangan kerja sebesar 3,3 volt, memori PC100
mempunyai access time sebesar 8ns, lebih singkat dari PC66. Selain itu
memori PC100 mampu mengalirkan data sebesar 800MB per detiknya.
Hampir sama dengan pendahulunya, memori PC100 telah membawa perubahan
dalam sistem komputer. Tidak hanya prosessor berbasis Slot 1 saja yang
menggunakan memori PC100, sistem berbasis Soket 7 pun diperbarui untuk
dapat menggunakan memori PC100. Maka muncullah apa yang disebut dengan
sistem Super Soket 7. Contoh prosessor yang menggunakan soket Super7
adalah AMD K6-2, Intel Pentium II generasi akhir, dan Intel Pentium II
generasi awal dan Intel Celeron II generasi awal.
8. DR DRAM
Pada tahun 1999, Rambus menciptakan sebuah sistem
memori dengan arsitektur baru dan revolusioner, berbeda sama sekali
dengan arsitektur memori
SDRAM.Oleh
Rambus, memori ini dinamakan Direct Rambus Dynamic Random Access
Memory. Dengan hanya menggunakan tegangan sebesar 2,5 volt, RDRAM yang
bekerja pada sistem bus 800MHz melalui sistem bus yang disebut dengan
Direct Rambus Channel, mampu mengalirkan data sebesar 1,6GB per
detiknya! (1GB = 1000MHz). Sayangnya kecanggihan DRDRAM tidak dapat
dimanfaatkan oleh sistem chipset dan prosessor pada kala itu sehingga
memori ini kurang mendapat dukungan dari berbagai pihak. Satu lagi yang
membuat memori ini kurang diminati adalah karena harganya yang sangat
mahal.
