TUGAS 5 ARSIKOM

SISTEM BUS

A. Faktor Yang Mempengaruhi Kinerja Sistem Bus

Gambar 1. Sistem Bus

Bus dalam komputer adalah jalur komunikasi yang digunakan untuk mentransfer data, alamat, dan sinyal kontrol antara berbagai komponen sistem komputer, seperti prosesor (CPU), memori, dan perangkat input/output (I/O). Bus memungkinkan komunikasi yang efisien antara berbagai bagian sistem, memastikan bahwa data dapat diproses, disimpan, dan ditransfer dengan cepat dan tepat. Bus dalam komputer biasanya terdiri dari beberapa jalur atau saluran konduktor yang masing-masing memiliki fungsi tertentu. Tiga jenis utama jalur dalam bus adalah jalur data, jalur alamat, dan jalur kontrol. Setiap jenis bus memiliki peran penting dalam memastikan bahwa sistem komputer berfungsi dengan baik.

Berikut adalah faktor utama yang memengaruhi kinerja sistem bus dalam komputer:

Lebar Bus Data: Lebar bus data, diukur dalam bit seperti 32-bit atau 64-bit, menentukan jumlah data yang bisa ditransfer setiap siklus. Bus data yang lebih lebar memungkinkan pemrosesan lebih banyak data secara bersamaan, meningkatkan kinerja sistem komputer.
Kecepatan Bus: Diukur dalam megahertz (MHz) atau gigahertz (GHz), kecepatan bus menentukan kecepatan transfer data antar komponen dalam sistem. Kecepatan tinggi mengurangi kemacetan dan mempercepat transfer data.
Tipologi Bus: Tipologi seperti bus paralel dan serial berpengaruh pada metode transfer data. Bus paralel mentransfer data melalui banyak jalur serentak, sedangkan bus serial mentransfer data satu bit sekaligus dengan kecepatan tinggi.
Interferensi dan Noise: Gangguan elektromagnetik dan noise bisa mengacaukan sinyal dalam bus, mengurangi efisiensi dan kecepatan transfer data.
Jumlah Komponen yang Terhubung: Kinerja juga dipengaruhi oleh jumlah komponen yang terhubung ke bus. Semakin banyak komponen, semakin tinggi risiko kemacetan dan penurunan kinerja.

B. Direct Memory Access (DMA)

Gambar 2. Diagram sederhana kerja DMA

Direct Memory Access (DMA) adalah teknologi yang memungkinkan perangkat keras untuk mentransfer data antara mereka sendiri dan memori tanpa melibatkan unit pemrosesan pusat (CPU). DMA meningkatkan kinerja sistem dengan membongkar tugas transfer data dari CPU, memungkinkannya untuk fokus pada operasi penting lainnya, dalam istilah yang lebih sederhana, DMA bertindak sebagai pengontrol lalu lintas untuk data yang bergerak masuk dan keluar dari memori. Ini secara efisien mengelola transfer ini, membebaskan CPU untuk tugas yang lebih kompleks. Mekanisme ini secara signifikan meningkatkan efisiensi dan kecepatan sistem secara keseluruhan.

Dengan memanfaatkan DMA, perangkat seperti kartu jaringan, kartu grafis, driver perangkat, dan pengontrol penyimpanan dapat langsung mengakses lokasi memori tanpa intervensi konstan dari prosesor. Proses yang disederhanakan ini mempercepat pergerakan data dan mengurangi latensi dalam pertukaran informasi dalam sistem, DMA memainkan peran penting dalam mengoptimalkan aliran data di dalam komputer dan meningkatkan kemampuan operasional mereka dengan meminimalkan overhead pemrosesan yang tidak perlu.

Berikut adalah cara DMA meningkatkan kinerja bus:

Mengurangi Beban Prosesor:
- Transfer Data Cepat: DMA mengambil alih kontrol bus dan melakukan transfer data dengan kecepatan tinggi, tanpa menunggu instruksi dari prosesor.
- Prosesor Bebas: Prosesor dapat menjalankan tugas-tugas lain, seperti menjalankan aplikasi atau sistem operasi, tanpa terganggu oleh proses transfer data.
Meningkatkan Efisiensi Bus:
- Akses Langsung ke Memori: DMA memiliki akses langsung ke bus sistem, sehingga dapat mengoptimalkan penggunaan bandwidth bus.
- Minimasi Interupsi: Dengan DMA, frekuensi interupsi prosesor untuk mengelola transfer data menjadi lebih sedikit, mengurangi overhead prosesor.
Meningkatkan Kinerja I/O:
- Transfer Data Besar: DMA sangat efisien dalam mentransfer data dalam jumlah besar, seperti ketika membaca atau menulis file ke disk.
- Perangkat I/O Cepat: Perangkat I/O yang cepat, seperti kartu jaringan atau hard disk, dapat memanfaatkan DMA untuk mencapai kinerja optimal.

Contoh Penggunaan DMA

Transfer Data dari Hard Disk ke Memori: Ketika Anda membuka sebuah file besar, DMA akan mengambil alih tugas mentransfer data dari hard disk ke memori utama, memungkinkan Anda membuka file dengan cepat.
Transfer Data dari Kartu Jaringan ke Memori: Saat Anda mengunduh file dari internet, DMA akan mentransfer data dari kartu jaringan ke memori, sehingga Anda dapat melanjutkan aktivitas lain sambil proses unduhan berlangsung.

C. Arsitektur Bus Jamak Tradisional

Gambar 3. Arsitektur bus jamak tradisional

Jika terlalu banyak modul atau perangkat yang terhubung pada bus, kinerja akan menurun karena faktor-faktor berikut: peningkatan delay propagasi untuk mengkoordinasikan pengguna bus, antrean yang lebih panjang untuk menggunakan bus, dan kemungkinan kapasitas transfer bus menjadi penuh sehingga memperlambat transfer data.

D. Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi

Gambar 4. Arsitektur bus jamak kinerja tinggi

Prosesor, cache memori, dan memori utama ditempatkan pada bus yang terpisah di level tertinggi karena modul-modul ini memerlukan pertukaran data yang intensif. Dalam arsitektur berkinerja tinggi, modul I/O dikategorikan menjadi dua jenis: yang memerlukan transfer data berkecepatan tinggi dan yang memerlukan transfer data berkecepatan rendah. Modul yang memerlukan transfer data berkecepatan tinggi dihubungkan ke bus berkecepatan tinggi, sedangkan modul yang tidak memerlukan transfer data cepat dihubungkan ke bus ekspansi.

Keuntungan dari hierarki bus jamak yang berkinerja tinggi adalah integrasi yang lebih erat dengan prosesor dan perubahan dalam arsitektur prosesor tidak akan banyak mempengaruhi kinerja dari bus tersebut.

Perbandingan nya: