Memori adalah tempat penyimpanan elektronik untuk instruksi dan data yang dibutuhkan komputer agar bisa diakses dengan cepat. Di sinilah informasi disimpan untuk penggunaan langsung. Memori merupakan salah satu fungsi dasar komputer, karena tanpa memori, komputer tidak akan bisa berfungsi dengan baik. Memori juga digunakan oleh sistem operasi, perangkat keras, dan perangkat lunak komputer.
Sebenarnya ada dua jenis memori komputer: memori primer dan sekunder. Istilah memori biasanya digunakan sebagai sinonim untuk memori primer atau sebagai kependekan dari jenis memori primer tertentu yang disebut random access memory (RAM). Jenis memori ini terdapat pada chip mikro yang secara fisik dekat dengan mikroprosesor komputer.
Kalau prosesor pusat komputer (CPU) hanya mengandalkan perangkat penyimpanan sekunder, kinerja komputer bakal jauh lebih lambat. Secara umum, semakin besar kapasitas memori (memori primer) yang dimiliki perangkat, semakin jarang komputer harus mengakses data dari media penyimpanan yang lebih lambat (sekunder).
Perbedaan Memori vs. Penyimpanan
Konsep memori dan penyimpanan sering kali dianggap sama, padahal sebenarnya keduanya punya perbedaan yang cukup penting. Singkatnya, memori itu merujuk pada primary memory, sedangkan penyimpanan adalah secondary memory. Memori menyimpan data jangka pendek, sementara penyimpanan menyimpan data jangka panjang.
Memori paling sering merujuk pada penyimpanan utama di komputer, seperti RAM. Di sinilah data diproses dan disimpan sementara. Karena memori primer bersifat volatil, datanya akan hilang ketika komputer dimatikan.
Sementara itu, storage merujuk pada memori sekunder, tempat data disimpan secara permanen. Contohnya adalah hard disk drive (HDD). Storage bersifat nonvolatile, artinya datanya tetap ada walaupun komputer dimatikan lalu dinyalakan kembali. Program yang sedang berjalan akan berada di memori primer agar prosesnya cepat, dan setelah ditutup, program akan kembali disimpan ke memori sekunder.
Kapasitas antara memori dan storage juga beda. Umumnya, komputer punya kapasitas storage yang jauh lebih besar dibanding memori. Misalnya, laptop bisa saja punya RAM 8 GB, tapi penyimpanannya 250 GB. Itu karena nggak semua data butuh akses cepat secara bersamaan, jadi alokasi RAM 8 GB untuk menjalankan program sudah cukup.
Istilah memori dan penyimpanan kadang membingungkan karena penggunaannya yang nggak konsisten. RAM bisa disebut sebagai primary storage, sedangkan beberapa jenis storage sekunder seperti flash memory juga dianggap memori. Supaya lebih mudah, sebaiknya bedakan memori berdasarkan sifatnya: volatil atau nonvolatil, dan penyimpanan berdasarkan tipenya: primer atau sekunder.
Bagaimana Memori Komputer Bekerja?
Ketika program dibuka, data dari penyimpanan sekunder akan dimuat ke memori primer. Misalnya, program dipindahkan dari solid-state drive (SSD) ke RAM. Karena memori primer bisa diakses lebih cepat, program yang dibuka akan bisa berkomunikasi dengan prosesor lebih cepat juga.
Memori bersifat volatil, artinya data di dalamnya hanya disimpan sementara. Begitu komputer dimatikan, data akan hilang. Kalau file disimpan, maka akan dipindah ke penyimpanan sekunder.
Komputer punya berbagai jenis memori. Perilakunya tergantung dari jenis memori primernya, tapi secara umum, memori berbasis semikonduktor adalah yang paling umum. Memori jenis ini dibuat dari sirkuit terpadu dengan transistor berbasis logam-oksida-semikonduktor (MOS) berbahan silikon.
Jenis-Jenis Memori Komputer
Secara umum, memori dibagi jadi dua: memori primer dan memori sekunder. Khusus memori primer, ada banyak jenisnya, di antaranya:
- Cache memory. Tempat penyimpanan sementara yang lebih dekat ke prosesor dibanding RAM. Disebut juga CPU memory karena biasanya ada di dalam chip CPU atau di chip terpisah yang terhubung dengan bus.
- RAM. Dinamakan demikian karena prosesor bisa mengakses lokasi penyimpanan mana pun secara langsung.
- Dynamic RAM (DRAM). Jenis memori semikonduktor yang umum dipakai untuk menyimpan data atau kode program yang dibutuhkan CPU.
- Static RAM (SRAM). Menyimpan data selama listrik masih mengalir, tanpa perlu refresh berkala seperti DRAM.
- Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM). Versi SDRAM yang kecepatan clock-nya bisa ditingkatkan hingga 200 MHz atau lebih.
- DDR4 SDRAM. Versi terbaru dari DDR RAM yang punya bandwidth tinggi, konsumsi daya lebih rendah, dan kapasitas lebih besar hingga 64 GB per DIMM.
- Rambus DRAM (RDRAM). Subsistem memori yang dikembangkan untuk mentransfer data hingga 1.6 GB per detik.
- Read-Only Memory (ROM). Memori nonvolatile yang menyimpan data permanen, biasanya untuk proses booting.
- Programmable ROM (PROM). ROM yang bisa diprogram satu kali oleh pengguna menggunakan alat khusus.
- Erasable PROM (EPROM). PROM yang bisa dihapus dengan cahaya ultraviolet dan digunakan ulang.
- Electrically Erasable PROM (EEPROM). ROM yang bisa diprogram ulang secara elektrik tanpa harus dilepas dari perangkat.
- Virtual memory. Teknik manajemen memori yang memungkinkan sebagian memori sekunder digunakan seolah-olah sebagai bagian dari memori utama.
Sejarah dan Perkembangan Memori Komputer
Awal tahun 1940-an, kapasitas memori komputer masih dalam hitungan beberapa byte. Salah satu terobosan besar waktu itu adalah memori acoustic delay line, yang menyimpan data dalam bentuk gelombang suara di dalam merkuri, dan kristal kuarsa digunakan sebagai transducer untuk membaca dan menulis data. Teknologi ini bisa menyimpan ratusan ribu bit.
Akhir 1940-an, penelitian memori nonvolatile dimulai dan memori magnetic-core ditemukan, yang memungkinkan data tetap ada meski listrik mati. Di tahun 1950-an, teknologi ini berkembang pesat dan menghasilkan PROM di tahun 1956. Magnetic-core memory jadi standar sampai awal 1960-an.
Tahun 1959, transistor MOS ditemukan, yang memungkinkan pembuatan semiconductor memory. Memori jenis ini lebih murah dan hemat daya dibanding magnetic-core memory. Lalu, tahun 1961, Bob Norman mengusulkan memori solid-state di dalam chip IC. IBM mulai mempopulerkan memori jenis ini pada 1965, walau saat itu masih dianggap mahal.
Tahun 1965, Toshiba memperkenalkan DRAM, dan SRAM mulai digunakan secara komersial. Tahun 1966, DRAM dengan satu transistor dikembangkan, dan tahun 1967, ROM berbasis semikonduktor MOS dibuat. Dari tahun 1968 sampai awal 1970-an, memori NMOS mulai banyak digunakan.
Pada tahun 1970, Intel merilis chip DRAM pertama di dunia, yaitu Intel 1103, yang kemudian jadi standar memori utama dalam sistem komputer modern. Setelah itu, memori semikonduktor mulai menggantikan magnetic-core memory secara luas.
Pada 1971, Intel juga memperkenalkan EPROM, memori nonvolatile yang bisa dihapus dan diprogram ulang menggunakan cahaya ultraviolet. Ini jadi langkah awal menuju penyimpanan yang fleksibel dan bisa digunakan ulang dalam sistem tertanam dan komputer pribadi.
Masuk tahun 1980-an, berbagai varian DRAM berkembang pesat, termasuk Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM), Extended Data Out DRAM (EDO DRAM), dan Synchronous DRAM (SDRAM). Teknologi ini meningkatkan kecepatan akses memori dan efisiensi dalam proses multitasking.
Pada akhir 1990-an, muncul memori Double Data Rate (DDR), yang mampu mentransfer data dua kali lipat dalam satu siklus clock dibanding SDRAM biasa. DDR ini terus berkembang jadi DDR2, DDR3, dan DDR4, yang masing-masing menawarkan kecepatan lebih tinggi, konsumsi daya lebih rendah, dan kapasitas lebih besar. Versi terbarunya sekarang adalah DDR5, yang mulai digunakan di sistem high-end dan server modern.
Selain DRAM, teknologi memori lain juga berkembang, seperti flash memory. Flash memory ini mulai populer sejak awal 2000-an karena bentuknya yang kecil, tahan banting, dan bisa menyimpan data secara nonvolatile. Flash memory menjadi basis dari USB flash drive, kartu SD, dan SSD (Solid State Drive) yang kini mulai menggantikan HDD tradisional.
Sementara itu, di dunia komputasi performa tinggi dan enterprise, digunakan juga memori jenis NVMe, yang memanfaatkan flash memory dan protokol transfer data super cepat, menggantikan antarmuka lama seperti SATA.
Saat ini, para peneliti juga sedang mengembangkan jenis-jenis memori baru seperti:
- MRAM (Magnetoresistive RAM): Menggunakan sifat magnet untuk menyimpan data, tahan terhadap radiasi dan bisa sangat cepat.
- ReRAM (Resistive RAM): Menyimpan data dengan mengubah resistansi listrik pada material tertentu.
- 3D XPoint: Dikembangkan oleh Intel dan Micron, menjanjikan kecepatan hampir secepat DRAM tapi dengan sifat nonvolatile seperti SSD.
Semua inovasi ini bertujuan untuk menciptakan jenis memori yang lebih cepat, lebih hemat energi, berkapasitas besar, dan bisa diandalkan untuk kebutuhan komputasi modern, termasuk kecerdasan buatan, machine learning, dan big data.
Kesimpulan
Memori adalah komponen vital dalam sistem komputer, yang memungkinkan CPU untuk mengakses data secara cepat. Perkembangan memori dari zaman tabung merkuri sampai DRAM modern dan teknologi flash menunjukkan pentingnya kecepatan dan efisiensi dalam dunia komputasi. Dengan munculnya teknologi seperti DDR5, NVMe, dan memori nonvolatile generasi baru, masa depan memori komputer tampaknya akan semakin canggih dan efisien.