Hierarki Memori atau Memory Hierarchy
dalam arsitektur komputer adalah sebuah pedoman yang dilakukan oleh
para perancang demi menyetarakan kapasitas, waktu akses, dan harga
memori untuk tiap bitnya. Secara umum, hierarki memori terdapat dua
macam yakni hierarki memori tradisional dan hierarki memori kontemporer.
Hierarki memori memang disusun sedemikian rupa agar semakin ke bawah, memori dapat mengalami hal-hal berikut:
- Peningkatan waktu akses (access time) memori (semakin ke bawah semakin lambat, semakin ke atas semakin cepat)
- Peningkatan kapasitas (semakin ke bawah semakin besar, semakin ke atas semakin kecil)
- Peningkatan jarak dengan prosesor (semakin ke bawah semakin jauh, semakin ke atas semakin dekat)
- Penurunan harga memori tiap bitnya (semakin ke bawah semakin semakin murah, semakin ke atas semakin mahal)
Memori yang lebih kecil, lebih
mahal dan lebih cepat diletakkan pada urutan teratas. Sehingga, jika
diurutkan dari yang tercepat, maka urutannya adalah sebagai berikut:
- Register mikroprosesor. Ukurannya yang paling kecil tapi memiliki waktu akses yang paling cepat, umumnya hanya 1 siklus CPU saja.
- Cache mikroprosesor, yang disusun berdasarkan kedekatannya dengan prosesor (level-1, level-2, level-3, dan seterusnya). Memori cache mikroprosesor dikelaskan ke dalam tingkatan-tingkatannya sendiri.
- Memori utama: memiliki akses yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan memori cache, dengan waktu akses hingga beberapa ratus siklus CPU, tapi ukurannya mencapai satuan gigabyte. Waktu akses pun kadang-kadang tidak seragam, khususnya dalam kasus mesin-mesin Non-uniform memory access (NUMA).
- Cache cakram magnetis, yang sebenarnya merupakan memori yang digunakan dalam memori utama untuk membantu kerja cakram magnetis.
- Cakram Magnetis, merupakan piranti penyimpanan sekunder yang paling banyak dijumpai pada sistem komputer modern. Pada saat disk digunakan, motor drive berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Ada sebuah read-write head yang ditempatkan di atas permukaan piringan tersebut. Permukaan disk terbagi atas beberapa track yang masih terbagi lagi menjadi beberapa sektor. Cakram fixed-head memiliki satu head untuk tiap-tiap track, sedangkan cakram moving-head (atau sering dikenal dengan nama cakram keras ) hanya memiliki satu head yang harus dipindah-pindahkan untuk mengakses dari satu track ke track yang lainnya.
- Tape Magnetis, adalah suatu medium untuk perekaman magnetis, dibuat dari suatu mantel magnetizable tipisyang panjang. Kebanyakan audio, video dan penyimpanan data komputer jenis ini dikembangkan Negara Jerman, berdasar pada konsep kawat magnetis adalah Alat yang merekam dan memainkan kembali audio dan pita perekam penggunaan video adalah alat perekam dan video recorder. Suatu alat yang menyimpan data komputer pada pita perekam adalah suatu tape drive ( unit tape ).
- Cakram Optik, adalah suatu medium penyimpanan data komputer dapat
berupa vilm atau music dan data yang dapat dibaca dengan optic reader
pada room dan setiap cakram optic memiliki room yang berbeda utuk setiap
jeniscakram optic tertentu, jenis-jenis cakram optik.
- Level-1: memiliki ukuran paling kecil di antara semua cache, sekitar
puluhan kilobyte saja. Kecepatannya paling cepat di antara semua cache.
- Level-2: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-1, yakni sekitar 64 kilobyte, 256 kilobyte, 512 kilobyte, 1024 kilobyte, atau lebih besar. Meski demikian, kecepatannya lebih lambat dibandingkan dengan level-1, dengan nilai latency kira-kira 2 kali hingga 10 kali. Cache level-2 ini bersifat opsional. Beberapa prosesor murah dan prosesor sebelum Intel Pentium tidak memiliki cache level-2.
- Level-3: memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan cache level-2, yakni sekitar beberapa megabyte tapi agak lambat. Cache ini bersifat opsional. Umumnya digunakan pada prosesor-prosesor server dan workstation seperti Intel Xeon atau Intel Itanium. Beberapa prosesor desktop juga menawarkan cache level-3 (seperti halnya Intel Pentium Extreme Edition), meski ditebus dengan harga yang sangat tinggi.
- CD-RW menggunakan logam perpaduan antara perak, indium, antimon, dan telurrium untuk lapisan perekaman yang dapat dugunakan untuk merekam data kapasitas 600-800 MB dapat dihapus dan direkan mengunakan konsep pelelehan logam.
- DVD-RW Format ini dikembangkan oleh Pioneer pada November 1999 Mirip dengan konsep CD-RW dengan dapat menulis dan menghapus data di dalam nya tapi kapasitas 4-6 GB.
- Blu-ray Disc Nama Blu-ray diambil dari laser biru-ungu yang digunakan untuk membaca dan menulis cakram jenis ini.Cakram Blu-ray dapat menyimpan 25 GB pada setiap lapisannya dengan menggunakan konsep Minimum “spot size” di mana sebuah laser dapat terfokus dibatasi oleh difraksi, dan bergantung pada panjang gelombang dari cahaya untuk penyimpanan lebih pada suatu daerah sama.
Bagian dari sistem operasi yang
mengatur hirarki memori disebut dengan memory manager. Di era
multiprogramming ini, memory manager digunakan untuk mencegah satu
proses dari penulisan dan pembacaan oleh proses lain yang dilokasikan di
primary memory, mengatur swapping antara memori utama dan disk ketika
memori utama terlalu kecil untuk memegang semua proses. Tujuan dari
manajemen ini adalah untuk:
- Meningkatkan utilitas CPU.
- Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU.
- Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas.
- Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien.