MAR (Memory Address Register) & MDR (Memory Data Register)

Pernah mengalami pertanyaan ujian tentang apa itu MAR dan MDR? Apa fungsi dan hubungannya?

Berikut kita coba bahas tengtang MAR.

Apa itu MAR?

MAR (Memory Address Register) ataw register penunjuk alamat memori, merupakan register yang menampung alamat data atau instruksi pada main memory yang akan di akses,baik itu yang akan diambil (dibaca) maupun yang akan diletakan (disimpan/ditulis).

Register ini berisi alamat dari data dan dihubungkan pada bus alamat, sehingga dapat menspesifikasikan alamat di dalam memori untuk operasi baca atau simpan/tulis. Alamat dari main memory (tempat data berada), diletakan di MAR dan dikirimkan ke main memory melalui address bus. Selama komputer bekerja, alamat dalam pencacah program ditahan (latched) pada MAR. Setelah itu MAR akan mengirimkan alamat ke dalam RAM dan operasi membaca dilaksanakan.

Apakah fungsi dari MAR?

MAR berfungsi sebagai komponen yang diperintahkan oleh IR dan Control Unit untuk mencari dan menampung alamat data serta instruksi dalam sebuah Main Memory.

Sebutkan spesifikasi dari MAR?

1.      Memuat alamat dari lokasi memori yang akan diakses (baca/tulis)

2.      Jumlah bit MAR menentukan jumlah maksimum dari memori fisik yang dapat dipasang dalam suatu komputer.

3.      Jika MAR terdiri dari n bit berarti alamat memori yang valid adalah 0 hingga 2n – 1

Bagaimana cara meningkatkan kinerja MAR?

Dengan memperbesar kapasitas memory. Namun tidak secara langsung akan berpengaruh pada kinerja MAR. Dengan kapasitas memory bertambah besar, maka ada dua hal yang terjadi:

1.      Peningkatan jumlah bit alamat dari data atau instruksi di dalam MAR

2.      Pelebaran alamat dari instruksi

Dengan demikian, ketika memory di perbesar maka MAR akan lebih leluasa memanfaatkan kapasitas dari memory yang telah di upgrade tadi. Sehingga akan banyak alamat memory yang bisa dialamati dan banyak data atau instruksi yang bisa diakses.

Gambarkan hubungan MAR dengan MDR?

Apa itu MDR?

MDR (Memory Address Register) ataw juga bisa di sebut MBR (Memory Buffer Register) adalah memori untuk menampung data/instruksi hasil pengiriman dari memori utama/menampung data yang akan direkam kememori utama hasil pengolahan CPU.

MBR berperan dalam proses pengaksesan memori yaitu dalam proses read/write dari atau ke memori.

Bagaimana proses Read MDR atau MBR dari memori?

1.      Taruh alamat memori yang akan dibaca (dalam unsigned(range 0 hingga 2n binary) ke MAR 2 – 1).

2.      Kirim READ signal melalui READ control line.

3.      Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR tidak berubah).

4.      Taruh isi alamat yang ditunjuk ke dalam MBR.

Bagaimana proses Write MDR atau MBR ke Memori?

1.      Taruh alamat memori yang akan ditulisi (dalam unsigned binary) ke MAR (range 0 hingga 2n – 1).

2.      Taruh data yang akan ditulis ke MBR.

3.      Kirim signal WRITE melalui WRITE control line.

4.      Decode isi MAR sehingga diperoleh nilai x dan y (nilai MAR tidak berubah).

5.      Copy-kan isi MBR ke memori (isi MBR tidak berubah).

Proses aliran data pada siklus pengambilannya!

1.      Pada saat siklus pengambilan (fetch cycle), instruksi dibaca dari memori.

2.      PC berisi alamat instruksi berikutnya yang akan diambil.

3.      Alamat ini akan dipindahkan ke MAR dan ditaruh di bus alamat.

4.      Unit kontrol meminta pembacaan memori dan hasilnya disimpan di bus data dan disalin ke MBR dan kemudian dipindahkan ke IR.

5.      PC naik nilainya 1, sebagai persiapan untuk pengambilan selanjutnya.

6.      Siklus selesai, unit kontrol memeriksa isi IR untuk menentukan apakah IR berisi operand specifier yang menggunakan pengalamatan tak langsung.

Proses aliran data pada siklus tak langsung!

1.      N bit paling kanan pada MBR, yang berisi referensi alamat, dipindahkan ke MAR.

2.      Unit kontrol meminta pembacaan memori, agar mendapatkan alamat operand yang diinginkan ke dalam MBR.

3.      Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan.

4.      Siklus instruksi (instruction cycle) mengambil banyak bentuk karena bentuk bergantung pada bermacam-macam instruksi mesin yang terdapat di dalam IR.

5.      Siklus meliputi pemindahan data di antara register-register, pembacaan atau penulisan dari memori atau I/O, dan atau penggunaan ALU.

Proses aliran data pada siklus interupsi!

1.      Isi PC saat itu harus disimpan sehingga CPU dapat melanjutkan aktivitas normal setelah terjadinya interrupt.

2.      Cara : Isi PC dipindahkan ke MBR untuk kemudian dituliskan ke dalam memori.

3.      Lokasi memori khusus yang dicadangkan untuk keperluan ini dimuatkan ke MAR dari unit kontrol.

4.      Lokasi ini berupa stack pointer.

5.      PC dimuatkan dengan alamat rutin interrupt.

6.      Akibatnya, siklus instruksi berikutnya akan mulai mengambil instruksi yang sesuai.

RAID

Raid adalah singkatan dari Redundant Array of the Inexpensive Disk, pada awalnya Raid digunakan untuk Sistem Komputer guna melakukan proses mirroring dan striping. Mode striping ini biasanya dikenal dengan sebutan Raid 0, tujuannya menggabung dua buah hard disk sehingga dikenali operating sistem sebagai satu drive yang merupakan penjumlahan 2 kapasitas dari dua hard disk yang di set untuk Raid 0, membawa keuntungan untuk mempercepat proses Read dan write dibanding single hard disk dengan spesifikasi yang sama. pada Miroring atau Raid 1 berguna untuk mengutamakan security pada enterprise user bahkan data sensitif user daripada peforma, namun kecepatan Read meningkat karena dapat membaca data yang sama secara bersamaan, raid 1 ini membutuhkan minimmal dua buah hard disk.

Pada saat di mana PC belum secanggih sekarang, untuk dapat melakukan raid Anda masih perlu card pci tambahan, karena chipset motherboard jaman dahulu tidak mendukung fungsi raid, jadi untuk dapat menikmati teknologi Raid jaman dahulu, selain membutuhkan 2 HDD, Anda juga harus membeli PCI card (total budget yang harus dikeluarkan jadi lebih mahal) . Namun sekarang anda tidak perlu khawatir karena chipset sudah semakin maju pesat sehingga fungsi Raid pun dapat dimasukan pada single chipset I/O. bahkan Anda sudah dapat menikmati teknologi raid ini pada Notebook. Notebook Workstation dan gaming based umumnya mendukung teknologi Raid karena sesuai dengan kebutuhannya akan high performance.

                     Raid 1

Saat ini Teknologi Raid banyak sekali digunakan oleh PC Enthusiast dan workstation dalam meningkatkan Performance Rig nya. Hal ini wajar saja, karena komponen PC sudah semakin maju dan canggih, namun komponen terlambat pada sebuah PC adalah hard disk atau sering disebut paling bottleneck, walaupun Anda menggunakan 10.000 rpm HDD tetap saja tidak dapat mengimbangi kecepatan komunikasi chipset dengan memory utama. Walaupun begitu, storage sudah dibuat sedemikian rupa ke arah Flash based yang sekarang disebut solid state disk (SSD) yang memiliki kecepatan jauh melebihi mekanik dari kepingan HDD. Terlebih lagi jika SSD yang sudah Flash based ini buat dalam bentuk Raid 0 tentunya akan semakin cepat. untuk mengetahui lebih jelasnya Anda dapat melanjutkan Artikel ini dengan Video Review kami tentang Raid dan komparasi HDD vs SSD dua-dua nya pada raid 0.

Konsep Raid

Konsep-konsep dalam teknik RAID merupakan teknik dasar untuk membentuk pemrosesan RAID itu sendiri. Beberapa konsep yang akan dijabarkan di sini digunakan. Namun seluruh konsep ini tidak selalu digunakan pada tiap tingkatan RAID tertentu. Tapi, ada juga yang menggunakan lebih dari satu konsep, karena setiap tingkatan pada RAID menggunakan teknik pemrosesan yang berbeda-beda.

1. Striping

Dalam konsep striping, data akan dibagi menjadi dua bagian atau lebih, yang kemudian hasil pembagian data akan ditulis/dibaca pada masing-masing hardisk secara pararel. Dengan adanya pembagian data tersebut, maka akan meningkatkan aliran input dan output data sehingga performa data transfer meningkat pesat.

2. Mirroring

Pada konsep mirrorin,seluruh data pada sebuah hardisk dapat diduplikatkan ke beberapa hardisk lainnya secara real time.

3. Duplexing

Mirip dengan konsep mirroring, duplexing merupakan pengembangan dari konsep mirroring. Pada duplexing tidak hanya hardisk saja yang bias dibuat duplikatnya, namun juga dapat mereplikasi RAID controller yang mengontrol masing-masing hardisk.

4. Humming Code ECC

Humming Code ECC berguna untuk mengoreksi berbagai kesalahan pada data.

5. Parity

Parity adalah alternative lain dari konsep mirroring taupun duplexing. Walau kegunaannya sama-sama untuk penyelamatan data, namun konsep parity lebih maju daripada mirroring,

Manfaat Raid

Manfaat penggunaan RAID memang beragam, tergantung dari penggunaan tingkatan RAID yang akan digunakan baik untuk konfigurasi RAID tunggal maupun konfigurasi gabungan.

1.      Keamanan Data Tingkat Tinggi

Dengan menggunakan teknik redundansi, sebagian besar tingkatan level RAID akan memberikan perlindungan pada data yang tersimpan di dalam penyimpan informasi beberapa perangkat lain/array.

2.  Toleransi Kesalahan

Pada fault tolerance, implementasi teknik RAID yang mencakup redundansi data dapat memberikan keandalan subsistem penyimpanan secara keseluruhan, yang jauh lebih baik daripada yang dapat dicapai oleh sebuah hardisk.

3. Peningkatan Ketersediaan

Ketersediaan akses data yang dapat diberikan pada teknik RAID itu sendiri, karena mungkin terjadi beberapa kesalahan yang mengakibatkan akses data menjadi lambat sehingga loading data menjadi lama.

4.  Peningkatan Kapasitas yang terintegrasi

Dengan dikonfigurasikannya teknik RAID pada beberapa hardisk yang akan kita gunakan.

5.  Perbaikan Kinerja

Melalui teknik RAID, perbaikan kinerja hardisk dapat dicapai

Raid Levels

1. RAID O.
Arti : Keseluruhan harddisk yang dimiliki akan berfungsi sebagai tempat penyimpanan data. dengan kata lain data yang kita simpan kedalam harddisk akan di stripping keseluruh harddisk anggota dari RAID 0 tersebut.
Contoh : 4 Harddisk SCSI berkapasistas 72GB per Disk di configure dengan RAID 0 maka total harddisk yang dapat dijadikan penyimpanan data adalah keseluruhannya ( 4 x 72 GB)
Kelebihan : Dengan RAID 0, kapasistas harddisk yang dimiliki untuk penyimpanan data adalah total dari keseluruhan harddisk yang dimiliki, tanpa ada pengurangan
Kekurangan : Jika salah satu harddisk fails dalam RAID 0, maka data akan hilang tanpa ada penggantinya.

2. RAID 1
Arti : Harddisk dalam RAID 1 dapat diartikan sebagai mirroring, karena setengah dari jumlah Harddisk yang diposisikan sebagai RAID 1 digunakan sebagai mirror. Dengan kata lain bahwa hanya setengah dari kapasitas Harddisk keseluruhan yang dapat digunakan sebagai penyimpanan data, setengah lagi hanya berfungsi sebagai mirror
Contoh : 4 Harddisk SCSI berkapasitas 72GB di configure dengan RAID 1, maka hanya 2 Harddisk (2 x 72 GB) yang dapat digunakan sebagai penyimpanan data, dan 2 harddisk lagi (2 x 72GB) lagi digunakan sebagai Mirror dari data tersebut.
Kelebihan : Jika salah satu Harddisk yang berfungsi sebagai penyimpanan data fails/bermasalah, maka harddisk mirror akan secara otomatis menggantikan fungsinya sampai harddisk yang fails tersebut di ganti dengan yang baru, tanpa penurunan performance dari keseluruhan harddisk.
Kekurangan : RAID 1 bisa dikatakan MAHAL, karena hanya setengah dari jumlah harddisk yang dimiliki yang dapat dijadikan tempat penyimpanan data.

3. RAID 1+0

Arti : Harddisk yang di configure dalam RAID 1+0 bisa dikatakan di striping dan di mirror, dengan kata lain data yang kita simpan dalam harddisk akan di stripping ke anggota dari RAID 1+0 tersebut dan juga setengah dari jumlah harddisk yang ada akan di mirror.
Contoh : 4 harddisk SCSI berkapasitas 72GB di configure dengan RAID 1+0 maka kapasitas yang dapat di gunakan untuk penyimpanan data adalah 2 x 72 GB dan data yang disimpan akan di stripping atau dibagikan diantara kedua harddisk tersebut. sisa 2 harddisk lagi berdungsi sebagai mirror.
Kelebihan : bisa dikatakan sama dengan RAID 1 hanya performance dari baca tulis harddisk meningkat dibanding RAID 1
Kekurangan : MAHAL juga seperti RAID 1

4. RAID level 2

 Merupakan pengorganisasian dengan error correction code (ECC). Seperti pada memory dimana pendeteksian mengalami error mengunakan paritas bit.

 Sebagai contoh, misalnya misalnya setiap byte data, memiliki paritas bit yang bersesuaian yang mempresentasikan jumlah bit "1" didalm byte data tersebut dimana paritas bit = 0 jika bit genap atau paritas bit = 1 jika bit ganjil. Jadi, jika salah satu bit pada salah satu data berubah dan tidak sesuai dengan paritas bit yang tersimpan. Dengan demikian, apabila terjadi kegagalan pada salah satu disk, data dapat dibentuk kembali dengan membaca error correction bit pada disk lain. Kelebihannya antara lain kehandalan yang bagus karena dapat membentuk kembali data yang rusak dengan ECC tadi, dan jumlah bit redundancy yang diperlukan lebih sedikit jika dibandingkan dengan level 1 (mirroring).

 Kelemahannya antara lain prlu adanya perhitungan paritas bit, sehingga menulis atau perubahan data memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan yang tanpa menggunakan paritas bit, level ini memerlukan disk khusus untuk penerapannya yang harganya cukup mahal.

5.  RAID level 3.

 Merupakan pengorganisasian dengan paritas bit yang interleaved. Pengorganisasian ini hamper sama dengan RAID level 2, perbedaanya adalah pada level 3 ini hanya memerlukan sebuah disk redudan, berapapun kumpulan disknya, hal ini dapt dilakukan karena disk controller dapat memeriksa apakah sebuah sector itu dibaca dengan benar atau tidak (mengalami kerusakan atau tidak). Jadi tidak menggunakan ECC, melainkan hanya membutuhakan sebuah bit paritas untuk sekumpulan bit yang mempuntai sekumpulan bit yang mempunyai posisi yang sama pada setiap dis yang berisi data. Selain itu juga menggunakan data striping dan mengakses disk-disk secara parallel.

Kelebihannya antara lain kehandalan (rehabilitas) bagus, akses data lebih cepat karena pembacaan tiap bit dilakukan pada beberapa disk (parlel), hanya butuh 1 disk redudan yang tentunya lebih menguntungkan dengan level 1 dan 2.

kelemahannya antara lain perlu adanya perhitungan dan penulisan parity bit akibatnya performannya lebih rendah dibandingkan yang menggunakan paritas.

6.  RAID level 4.

Merupakan pengorganisasian dengan paritas blok interleaved, yaitu mengunakan striping data pada level blok, menyimpan sebuah parits blok pada sebuah disk yang terpisah untuk setiap blok data pada disk-disk lain yang bersesuaian. Jka sebuah disk gagal. Blok paritas tersebut dapat digunakan untuk membentuk kembali blok-blok data pada disk yang bisa lebih cepat karena bisa parlel dan kehandalannya juga bagus karena adanya paritas blok. Kelemahannya antara lain akses perblok seperti biasa penggunaan 1 disk., bahkan untuk penulisan ke 1 blok memerlukan 4 pengaksesan untuk membaca ke disk data yag bersangkutan dan paritas disk, dan 2 lagi untuk penulisan ke 2 disk itu pula (read-modify-read)

7. RAID 5

Arti : Dalam RAID 5 ada pembatasan minimal harddisk yang digunakan, yaitu 4 harddisk, kenapa ? karena dalam sistem RAID 5 ada pembagian data dan parity.
Contoh : 4 harddisk berkapasitas 72GB akan di configure dengan RAID 5, maka 3 x 72 GB akan berfungsi sebagai penyimpanan data dan 1 x 72 GB menjadi parity.
Kelebihan : Jika salah satu dari harddisk tersebut fails, fungsi harddisk masih berfungsi.
Kekurangan : performance akan menurun jika harddisk fails.

8. RAID 6

Arti : Dalam RAID 6 juga ada pembatasan minimal harddisk yaitu 5 harddisk. 3 diantaranya akan di jadikan data dan 2 lagi sebagai parity.
Contoh : 5 harddisk berkapasitas 72GB akan di configure sebagai RAID 6, maka 3 x 72 GB akan berfungsi sebagai penyimpanan data dan 2 x 72GB menjadi parity.
Kelebihan : dalam RAID 6 maksimal harddisk fails dalam waktu yang bersamaan adalah 2 harddisk. jadi jika 2 harddisk didalam RAID 6 fails, fungsi harddisk masih berjalan.
Kekurangan : performance akan menurun jika ada harddisk fails.
Sebenarnya masih ada beberapa level raid yang lain namun yang wajib diketahui hanya ada 8 raid.

Bagi yang ingin tau bagaimanakah tekhnologi Raid bekerja silahkan liat link video dibawah ini:
 http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=bW4Wz6C3B_8

Sekian untuk penjelasan tentang Raid dari yang saya ketahui mudah-mudahan bermanfaat buat teman-teman blogger dan untuk teman-teman yang mau menambahkan tentang Raid ditunggu koreksinya......