Memahami Fungsi dan Cara Kerja Memori RAM Pada Komputer

Memori RAM juga berfungsi sebagai media perantara antara CPU dengan media booting atau media penyimpanan sekunder. Hal ini disebabkan karena media penyimpanan sekunder seperti hard disk, flash drive, atau CD/DVD memiliki kecepatan transfer data yang terbatas. Jika processor harus mengakses report, memproses, dan menyimpan data pada perangkat penyimpanan tersebut secara langsung, sistem komputer akan berjalan sangat lambat.

Banyaknya statistics yang dapat dapat ditampung dalam memori RAM tergantung kapasitas memori RAM tersebut. Memori RAM yang mempunyai kapasitas eight GB tentu dapat menyimpan statistics yang lebih banyak daripada memori RAM berkapasitas hanya 2 GB atau 4 GB. Kapasitas memori RAM yang luas menjadi salah satu faktor kinerja komputer yang surest. Sebab, untuk menjalankan software aplikasi yang semakin kompleks, dibutuhkan kapasitas memori RAM yang memadai sehingga banyak statistics yang dapat disimpan.

Baca juga :Manajemen Memori Pada Sistem Operasi Bagian 1

• Cara kerja memori RAM
• Komponen memori RAM
• Perbedaan memori DIMM dan SO-DIMM
• Jenis memori RAM
• Timing memori

Cara kerja memori RAM

Saat pengguna ingin menjalankan sebuah program aplikasi, data atau report yang dibutuhkan untuk menjalankan program tersebut akan diambil dari media penyimpanan sekunder (Hard disk/SSD). Kemudian, sistem mentransfer data tersebut ke memori RAM untuk selanjutnya diproses oleh processor. Setelah pemrosesan selesai, processor akan menampilkan hasilnya ke perangkat output atau mengembalikannya ke perangkat penyimpanan.

Jika jumlah data yang akan ditampung sudah melebihi kapasitas memori RAM, sistem operasi akan menjalankan prosedur swap atau "pemindahan sementara". Data tersebut akan dipindah untuk sementara ke sebuah ruang dalam penyimpanan sekunder yang biasa disebut swap report atau virtual memory.

Umumnya data yang dipindah ke memori virtual merupakan data program aktif dengan prioritas rendah misalnya aplikasi atau service yang berjalan secara background. Proses swap dapat menyebabkan kinerja komputer menjadi tidak optimal sehingga sistem berjalan lambat. Untuk mencegah masalah tersebut, gunakan memori RAM dengan kapasitas sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan oleh sistem operasi atau program aplikasi yang dijalankan.

Baca juga : Manajemen Memori Pada Sistem Operasi Bagian 2

Komponen pada modul memori RAM

• Chip SPD (serial presence detect) yaitu chip yang berisi profil pengaturan memori dan spesifikasi standar dari modul RAM. SPD biasanya dideteksi secara otomatis oleh motherboard atau BIOS yang bertujuan untuk menentukan proses operasi memori RAM. Beberapa produsen memori RAM melengkapi konfigurasi SPD dengan fitur XMP (Extreme Memory Proreport). Dengan fitur XMP, memori RAM dapat diatur lebih optimal bahkan lebih dari konfigurasi standar sehingga dapat menghasilkan kinerja yang lebih cepat. Fitur XMP biasanya disertakan pada memori RAM kelas premium atau high-end.

• Chip RAM. Chip yang digunakan untuk menyimpan data sebelum diproses oleh CPU. Chip RAM ditempatkan secara berjajar dalam satu sisi modul (single side a.k.a single-rank) atau kedua sisi modul (double side a.k.a double-rank) pada memori RAM. Jumlah rank akan menentukan banyaknya chip RAM yang terpasang.

• Heatsink atau heatspreader adalah logam bersirip untuk menghantarkan panas yang dihasilkan oleh chip RAM. Heatsink menutupi chip RAM dengan tujuan melindungi dari overheat yang dapat merusak fisik chip tersebut. Heatsink biasa digunakan untuk memori RAM kelas premium atau high-end.

• Notch merupakan lubang kecil tempat kait yang berfungsi untuk pengunci modul pada slot memori dalam motherboard. Notch berada di sisi samping dan bagian bawah konektor modul memori. Notch pada konektor berfungsi untuk mencegah modul memori ditempatkan di slot yang tidak sesuai dengan jenis memori RAM yang digunakan. Jenis memori yang dapat digunakan oleh sistem komputer adalah memori yang memiliki notch yang cocok dengan slot memori pada Motherboard.

• Konektor memori RAM yang dipasang ke slot memori pada Motherboard. Berbentuk seperti pin berwarna kuning tembaga di bagian bawah kedua sisi modul memori. Konektor memori ini cukup sensitif terhadap kotoran yang dapat menyebabkan error pada sistem. Jika konektor tersebut kotor, kita dapat membersihkan konektor tersebut dengan menggosokkan karet penghapus.

DIMM vs SO-DIMM

DIMM atau Dual In-line Memory Module merupakan jenis modul memori RAM yang digunakan untuk komputer computing device modern, seperti PC, computer, atau server. Memori RAM DIMM memiliki pin konektor terpisah di setiap sisi modulnya. Semua jenis memori RAM DDR memiliki jumlah pin konektor dan posisinotch yang berbeda-beda. Tujuannya agar pengguna tidak salah memasang memori RAM pada komputer mengingat memori DDR tidak saling kompatibel.

Tidak jauh berbeda dengan DIMM, SO-DIMM atau Small Outline DIMM adalah jenis modul memori yang digunakan untuk perangkat komputer yang berukuran kecil seperti laptop, notebook, tablet, atau pada motherboard ukuran Mini-ITX. Karena tujuannya untuk perangkat mobile, ukuran SO-DIMM hanya separuh dari DIMM. Jumlah pin konektornya juga lebih sedikit ketimbang versi DIMM.

Baca juga : Pengertian, Jenis, Dan Bagian-Bagian Motherboard Pada Komputer Desktop

Jenis memori DDR RAM

Saat ini, umumnya memori RAM yang beredar adalah RAM dengan tipe DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM). Dulu, jenis memori RAM ada beberapa jenis seperti DRAM (Dynamic RAM), FP RAM (Fast Page RAM), EDO RAM (Extended Data Out RAM), dan SDR RAM (Single Data Rate RAM). Biasanya semakin lawas tipe RAM tersebut, harganya pun akan menjadi semakin mahal karena jumlah barangnya sangat langka dan sudah tidak diproduksi lagi.

DDR SDRAM dapat mengakses dua instruksi dalam waktu yang bersamaan sehingga dapat melakukan switch lebih banyak information dengan menggunakan secara penuh satu gelombang frekuensi. Jika pada memori SDRAM hanya dapat memproses instruksi pada gelombang positif saja, maka pada DDR SDRAM dapat memproses instruksi pada gelombang positif atau gelombang negatif. Beberapa jenis memori DDR SDRAM diantaranya

• DDR SDRAM (DDR1) merupakan versi awal dari memori RAM DDR pada komputer modern. Memori DDR SDRAM memiliki kecepatan transfer hingga 400 MT/s dengan frekuensi maksimal 200 MHz. Tiap modul DDR DIMM memiliki 184 pin dan SO-DIMM 200 pin membutuhkan daya sebesar 2,5 V.

Nama	Label	Frekuensi (MHz)	Kecepatan Efektif (MHz)	Bandwidth (MB/s)
DDR-200	PC-1600	100	200	1600
DDR-266	PC-2133	133	266	2133
DDR-333	PC-2666	166	333	2666
DDR-400	PC-3200	200	400	3200

• DDR2 SDRAM. Untuk menyesuaikan kecepatan kinerja prosesor dan antarmuka grafik, produsen memori kemudian menghadirkan RAM DDR2. Perbedaan yang mencolok antara DDR dan DDR2 adalah peningkatan kecepatan transfer data, penambahan bandwidth, dan peningkatan latency hingga dua kali lipat. Perubahan ini bertujuan  untuk menghasilkan kinerja yang optimal pada sistem komputer. Selain itu, kebutuhan voltase DDR2 menjadi lebih hemat. Jika memori DDR memerlukan voltase sebesar 2,5 Volt, berbeda dengan memori DDR2 yang hanya membutuhkan daya sebesar 1,8 Volt. Memori RAM DDR2 tidak kompatibel dengan memori DDR sebelumnya. Hal ini disebabkan karena modul memori RAM DDR2 memiliki posisi notch yang berbeda dengan modul memori DDR. Jika modul memori DDR hanya memiliki 184 pin, memori RAM DDR2 DIMM memiliki 240 pin dan DDR2 SO-DIMM 200 pin. Oleh karena itu, memori DDR2 tidak dapat dipasang pada slot memori DDR.

Nama	Label	Frekuensi (MHz)	Kecepatan Efektif (MHz)	Bandwidth (MB/s)
DDR2-533	PC2-4266	266	533	4266
DDR2-667	PC2-5333	333	667	5333
DDR2-800	PC2-6400	400	800	6400
DDR2-1066	PC2-8500	533	1066	8500

• DDR3 SDRAM hanya mengkonsumsi daya 1.5 V, lebih hemat jika dibandingkan dengan DDR2 1,8v atau DDR 2,5v. Memori DDR3 sudah menggunakan teknologi fabrikasi 90 nm sehingga selain lebih hemat daya, juga memiliki kerapatan yang tinggi dan peningkatan kecepatan transfer data yang jauh lebih cepat ketimbang DDR2. Satu modul RAM DDR3 dapat memiliki kapasitas hingga 16 GB. Meski sama-sama memiliki 240 pin, DDR3 dan DDR2 tidak kompatibel karena perbedaan notch, daya, maupun kecepatan frekuensinya. Untuk DDR3 SO-DIMM memiliki 204 pin.

Nama	Label	Frekuensi (MHz)	Kecepatan Efektif (MHz)	Bandwidth (MB/s)
DDR3-1066	PC3-8500	533	1066	8500
DDR3-1333	PC3-10600	667	1333	10600
DDR3-1600	PC3-12800	800	1600	12800
DDR3-1866	PC3-15000	933	1866	15000
DDR3-2133	PC3-17000	1066	2133	17000

• DDR4 SDRAM diproduksi menggunakan teknologi fabrikasi 30 nm sehingga memiliki kerapatan yang tinggi, lebih hemat daya, dan peningkatan kecepatan transfer data yang jauh lebih cepat ketimbang DDR3. Secara teori, satu modul RAM DDR4 mampu memiliki kapasitas hingga 512 GB. Namun, yang sering ditemui kapasitas maksimal DDR4 hanya 16 GB. Daya yang diperlukan untuk memori DDR4 juga hanya 1.2 V dengan menggunakan DIMM 288 pin dan SO-DIMM 260 pin.

Nama	Label	Frekuensi (MHz)	Kecepatan Efektif (MHz)	Bandwidth (MB/s)
DDR4-2133	PC4-17000	1066	2133	17000
DDR4-2400	PC4-19200	1200	2400	19200
DDR4-2666	PC4-21330	1333	2666	21330
DDR4-2933	PC4-24000	1466	2933	24000
DDR4-3200	PC4-25600	1599	3199	25600

Kecepatan memori RAM di atas merupakan spesifikasi standar dan umum ditemui di pasaran. Beberapa merk memori RAM terutama kelas top class atau high-stop punya spesifikasi yang melebihi standar dengan adanya fitur XMP.

Baca juga :Cara Gampang Pilih RAM Yang Cocok Dengan Motherboard PC

Timing memori RAM

Secara umum, kinerja memori RAM ditentukan berdasarkan kecepatan transfernya. Kecepatan transfer data sebuah RAM biasanya diketahui dari clock speed atau kecepatan frequensi dikali 16. Misal, DDR3-1600 dengan frequensi 800 MHz memiliki kecepatan transfer 12800 MT/s.

Selain clock speed, yang mempengaruhi kinerja sebuah RAM adalah faktor timing. Timing pada memori RAM secara umum (biasanya tercantum pada label spesifikasi modul) merupakan representasi dari proses yang kompleks dalam sebuah RAM saat bekerja. Timing terbagi menjadi 4 angka yang ditulis berurutan yaitu CL, TRCD, TRP, and TRAS. Terkadang beberapa memori RAM juga mencantumkan angka kelima yang disebut sebagai command rate (biasanya ditulis 1T).

Contoh timing pada memori RAM misalnya 7-8-8-24. Anggap sebuah RAM berbentuk seperti tabel yang memiliki kolom dan baris dan didalamnya terdapat ruang untuk menyimpan berbagai data.

• CL atau CAS Latency merupakan nilai waktu yang dibutuhkan RAM untuk merespon perintah dari processor. Makin kecil nilai CL, maka kinerja RAM akan makin baik. CL adalah angka yang paling penting pada kinerja memori RAM dibanding angka-angka lain pada timing memori.
• TRCD atau "RAS to CAS delay" merupakan waktu yang dibutuhkan RAM untuk melakukan aktivasi antara baris dan kolom saat pemrosesan data. Makin kecil nilai TRCD, aktivasi sebelum pemrosesan data pada memori RAM akan semakin cepat.
• TRP atau "RAS precharge" adalah waktu yang dibutuhkan RAM untuk melakukan perpindahan ke baris berukutnya. Makin kecil nilainya, makin cepat performa sebuah RAM
• tRAS atau "active to precharge delay" merupakan waktu yang dibutuhkan RAM untuk menunggu instruksi berikutnya masuk setelah instruksi sebelumnya selesai dikerjakan. Nilai tRAS setidaknya berupa penjumlahan dari ketiga nilai timing sebelumnya (karena merupakan proses terakhir setelah melewati ketiga proses sebelumnya) dengan toleransi beberapa clock cycle. Seperti pada contoh timing sebelumnya : 7+8+8 = 23. Nilai TRAS 23+1 = 24. Penambahan nilai 1 bertujuan untuk stabilitas. Sebab jika nilai pada timing melebihi batas kemampuan memori RAM, akibatnya pemrosesan data dapat terganggu yang berujung error pada sistem.

Command Rate (CMD) merupakan waktu yang dibutuhkan saat pertama kali memori RAM aktif. Secara default, CMD biasanya diatur pada nilai 1T yang merupakan waktu jeda tercepat. Sama seperti nilai yang lain, makin kecil angka CMD berarti makin bagus kinerja sebuah memori RAM. Itulah penjelasan singkat mengenai fungsi, cara kerja, dan spesifikasi teknis memori RAM pada PC. Semoga bermanfaat...