Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Serba Serbi Random Access Memory (RAM)

Random Access Memory (RAM) adalah suatu komponen perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menyimpan data dan menjalankan instruksi program. Berbeda dengan disk yang dapat mengakses data secara berurutan, data dalam RAM dapat diakses secara acak (random) dan tidak mengacu pada pengaturan letak data. Akan tetapi, data yang tersimpan di dalam RAM hanya bersifat sementara. Dengan kata lain data akan hilang jika komputer dimatikan (power off). RAM juga merupakan salah satu jenis memori internal yang mendukung kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi. Peningkatan kapasitas RAM ke dalam komputer dapat menghasilkan pengaruh positif pada kinerja komputer tersebut.

Struktur kerja RAM terbagi atas 4 bagian:

  • Input storage, berfungsi untuk menampung masukan (input).
  • Program storage, berfungsi sebagai media penyimpan instruksi program yang akan diakses.
  • Working storage, merupakan bagian dari memori yang bertugas menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahannya.
  • Output storage, berfungsi untuk menampung hasil akhir dari data yang akan ditampilkan melalui perangkat output.

Pada saat ini teknologi RAM telah berkembang sangat pesat seiring dengan perkembangan komputer, mulai dari bentuk, model dan kapasitas RAM itu sendiri. Pada artikel ini akan  dibahas mengenai berbagai jenis RAM, teknologi terbaru RAM, hingga perkembangan produksi RAM di Indonesia.

RAM yang biasa disebut juga sebagai memori utama (main memory) atau memori primer (primary memory) atau memori internal (internal memory), merupakan salah satu komponen yang mendukung kecepatan prosesor dalam mengolah data dan instruksi. Pada dasarnya terdapat beberapa jenis RAM yang dapat digunakan tergantung spesifikasi yang kita butuhkan. Berikut ini beberapa di antaranya:

  1. Dynamic Random Access Memory (DRAM) adalah jenis RAM yang menyimpan setiap data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki tingkat kepadatan yang tinggi.
  2. Static Random Access Memory (SRAM) adalah jenis RAM yang tidak menggunakan kapasitor (memori semikonduktor). SRAM memiliki kecepatan yang lebih tinggi dari DRAM dan berdasarkan fungsinya terbagi dua, yaitu: asynchronous dan synchronous.
  3. Extended Data Out Random Access Memory (EDORAM) adalah jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengakses isi memori secara bersamaan. Umumnya digunakan dalam komputer terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory RAM.
  4. Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM) adalah jenis RAM dinamis yang kemampuan kecepatannya lebih cepat dari EDORAM dan kepingannya terdiri dari 168 pin. RAM ini disinkronisasi oleh clock system yang memiliki bus speed hingga 100 MHz.
  5. Rambus Dynamic Random Access Memory (RDRAM) adalah salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corp. yang menggunakan bus speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit).
  6. Non-Volatile Random Access Memory (NV-RAM) merupakan jenis RAM yang menggunakan baterai litium di dalamnya sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang meskipun saat catu daya dimatikan.
  7. Video Graphic Random Access Memory (VGRAM) adalah jenis RAM yang dibuat khusus untuk video adapter. Kualitas gambar yang dihasilkan oleh video adapter sangat tergantung pada kapasitas VGRAM yang digunakan.
Jenis-jenis RAM yang beredar luas di pasaran. Sumber gambar: http://id.wikipedia.org

Jenis-jenis RAM yang beredar luas di pasaran. Sumber gambar: http://id.wikipedia.org

Saat ini perkembangan teknologi memori sirkuit elektronik berbahan dasar silikon merupakan salah satu elemen terpenting dalam teknologi semikonduktor. Akan tetapi, salah satu material yang banyak dikembangkan saat ini adalah lapisan oksida besi (metal oxide); prinsipnya disebut dengan strongly correlated metal oxide. Hal ini terjadi karena material-material oksida ini memiliki elektron yang berada pada kulit (orbital) terluar yang menyebabkan elektron-elektron dapat bebas berinteraksi dalam batasan prinsip mekanika kuantum (quantum-mechanical behavior). Pada beberapa material, elektron-elektron ini dapat pula berpasang-pasangan untuk menghasilkan fenomena superkonduktivitas (lihat artikel 1000guru edisi ke-23, Februari/Maret 2013) atau material magnetik (lihat artikel 1000guru edisi ke-22, Januari 2013) atau material lainnya dapat pula bertransisi dari konduktor-insulator atau sebaliknya. Biasanya, transisi konduktor-insulator ini terjadi pada saat temperatur pengukuran dinaikkan, bahkan dapat pula terjadi pada temperatur ruang. Hal ini menyebabkan metal oxide menjadi salah satu pengganti bahan dasar silikon untuk memproduksi transistor. Hasil-hasil penelitian di berbagai penjuru dunia juga telah menunjukkan bahwa perjalanan metal oxide sebagai piranti perangkat elektronik masa depan semakin terbuka.

Metal oxide transistor dapat mengkonsumsi daya yang lebih rendah dan dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan silikon. Penyebabnya adalah terjadi transisi fase (phase transition) pada metal oxide transition yang melepaskan elektron dari orbital terluarnya dari keadaan terlokalisasi. Sementara itu, pada silikon elektron-elektronnya ‘dipaksa’ keluar dari silikon ke material lain melalui sebuah saluran yang menyebabkan arus dapat mengalir. Dalam 5 – 10 tahun terakhir ini, peneliti-peneliti telah berhasil mengembangkan metode untuk menumbuhkan lapisan tipis metal oxide yang merupakan bottleneck untuk aplikasi perangkat elektronik masa depan.

Pada bulan Juli 2012, sekelompok peneliti di Jepang telah berhasil menumbuhkan lapisan tipis vanadium dioxide yang dapat mengalami transisi fase saat dialiri arus listrik. Hasil ini membuktikan bahwa material oksida sangat potensial untuk dapat digunakan sebagai sakelar elektronik. Pada bulan Februari 2013 yang lalu, Prof. Shriram Ramanthan di Harvard University, Cambridge, Massachusetts berhasil menumbuhkan lapisan tipis samarium nickelate di atas substrat silikon dan silikon dioksida. Material nickelate ini berhasil ditumbuhkan pada temperatur rendah yang tidak menyebabkan lapisan silikon terdegradasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa proses pembuatan metal oxide di atas substrat silikon dapat menghasilkan perangkat memori elektronik tiga dimensi. Di samping itu, energi yang digunakan dalam proses komputasi juga semakin efisien. Kelompok peneliti lain mencoba memahami proses terjadinya transisi fase. Prof. Ivan Schuller di University of California, San Diego menunjukkan bahwa di dalam vanadium oxide, proses transisinya dapat disebabkan oleh proses pemanasan (dalam skala mm) yang terjadi saat mengalirnya arus listrik.

(kiri) Teknologi metal oxide dan graphene yang ditawarkan untuk teknologi RAM di masa depan; (kanan) Proses transisi fase yang terjadi pada material vanadium oksida menyebabkan terjadinya perubahan sifat fisis dalam material tersebut. Sumber gambar (kiri): http://www.poshumanos.com Sumber gambar (kanan): http://www.fyysika.ee

(Kiri) Teknologi metal oxide dan graphene yang ditawarkan untuk teknologi RAM di masa depan; (Kanan) Proses transisi fase yang terjadi pada material vanadium oksida menyebabkan terjadinya perubahan sifat fisis dalam material tersebut. Sumber gambar (kiri): http://www.poshumanos.com; Sumber gambar (kanan): http://www.fyysika.ee

Ilmuwan lain di Max Planck Institute for Solid State Research, Stuttgart, Jerman, Bernhard Keimer, menemukan bahwa lapisan tipis dari metal oxide akan membentuk komposit yang dapat mengubah sifat-sifat fisis material yang bersangkutan. Prof. Keimer melapisi lanthanum nickelate (bersifat konduktor) dengan lamthanum aluminate (bersifat insulator) dan menemukan bahwa kedua material ini dapat mengalami transisi di amtara kedua sifat fisisnya. Temperatur tertinggi saat terjadinya transisi fase pada komposit ini adalah 150 K di atas suhu nol mutlak yang terlalu rendah untuk aplikasi praktis. Namun, kelompok penelitian ini sedang mengembangkan fenomena yang sama untuk material yang berbeda yang memiliki suhu transisi yang lebih tinggi. Meskipun metal oxide telah mengalami perkembangan yang cukup pesat dalam terapan riset di sejumlah laboratorium, hingga saat ini metal oxide masih belum dapat mendekati persaingan pasar semikonduktor berbahan dasar silikon. Yang pasti, arah menuju aplikasi metal oxide dalam industri piranti elektronik masa depan akan semakin nyata.

ed25-teknologi-3

Teknologi RAM di Indonesia saat ini juga telah mengalami perkembangan cukup membanggakan. Sebagai contoh, Chipset Wimax Xirka merupakan sebuah chip yang dibuat oleh orang Indonesia asli. Perusahaan yang dikawal oleh beberapa insinyur Indonesia ini mulai dikembangkan pada tahun 2006. Chipset ini terdiri dari dua spesifikasi, yakni Chipset Xirka  untuk Fixed Wimax dan Chipset Xirka untuk Mobile Wimax. Produk asli buatan Indonesia ini diluncurkan langsung oleh Menteri Riset dan Teknologi Republik Indonesia pada periode 2004-2009, Dr. Kusmayanto Kadiman. Selain itu, beliau juga menjelaskan bahwa seluruh komponen di dalam Xirka merupakan buatan Indonesia, sehingga operator yang memberikan layanan Wimax wajib menggunakan Xirka.

Penulis:
Fran Kurnia, peneliti di Hankuk University of Foreign Studies, Korea Selatan.
Kontak: fran.kurnia(at)yahoo(dot)com.