## Direct Memory Access untuk Menghitung Waktu Prosesor Intel Celeron N2840 dan AMD A8-7410 dalam Menangani Transfer Data
Abd. Charis Fauzan a,1,* , Utrodus Said Al Baqi a,2, , Asna Andi Auladi a,3 , A. Zainul Muttaqin Sph a,4 ,
a Program Studi Ilmu Komputer, Universitas Nahdlatul Ulama Blitar, Indonesia
1 abdcharis@unublitar.ac.id; 2 come.programmer@gmail.com; 3 asnaandi1108@gmail.com;
4 azaqinakatsuki48@gmail.com * corresponding author

## PENDAHULUAN
Direct memory access (DMA) ialah sebuah fitur dalam semua komputer modern saat ini yang  memungkinkan  perangkat  untuk  dapat  memindahkan  blok  data  yang  besar  tanpa interaksi  dengan  prosesor  secara  terus  menerus.  Sementara  ketika  perangkat  mentransfer blok data, prosesor bebas untuk terus menjalankan intruksi lain tanpa khawatir tentang data yang  ditransfer  ke  memori,  atau  ke  perangkat  lain.  Ide  dasarnya  adalah  kita  dapat menjadwalkan perangkat  direct memory access untuk melakukan tugasnya sendiri [1].  Hal tersebut  dapat  terjadi  karena direct  memory  access memiliki  mekanisme  yang memungkinkan perangkat I / O untuk mengakses memori utama tanpa harus melalui CPU secara  berulang-ulang,  jadi  dengan  menggunakan direct  memory  access memungkinkan periferal  atau  perangkat  tambahan  membaca  dari  dan  /  atau  menulis  memori  tanpa intervensi oleh CPU [2].
Fungsi  utama  dari  DMA  ialah  sebagai  modul  tambahan  (hardware)  pada  sistem  bus dimana kontroler DMA mengambil alih tugas dari CPU untuk penanganan I/O. Pengontrol DMA  dapat  menghasilkan  alamat  memori  dan  memulai  siklus  membaca  atau  menulis memori. Hal itu mengandung beberapa register prosesor  yang bisa dibaca dan ditulis oleh CPU.  Ini  termasuk  alamat  memori  register,  register  penghitung  byte,  dan  satu  atau  lebih

## A R T I K E L I N F O A B S T R A K
Article history
Diterima: 1 Juni 2019
Direvisi: 28 Juli 2019
Diterbitkan: 30 Agustus 2019
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  waktu  yang  dibutuhkan oleh  prosesor  Intel  Celeron  N2840  dan  AMD  A8-7410  dalam menangani  transfer  data  dengan  metode  Direct  Memory  Access (DMA),  sehingga  dapat  mengetahui  prosesor  yang  lebih  cepat  dan efisien untuk digunakan dalam proses transfer data jika menggunakan DMA.  Hasil  perhitungan  tersebut  dapat  menjadi  indikator  seberapa cepat  atau  lambat  prosesor  tersebut  dalam  menangani  proses  transfer data. Penelitian ini menggunakan 2 jenis prosesor, yang pertama yaitu Intel  Celeron  N2840  dengan  kecepatan  sebesar  2.16  GHz dan memiliki clockspeed sebesar 2583 MHz, sedangkan yang kedua yaitu AMD  A8-7410    dengan  kecepatan  sebesar  2.20  GHz  dan  memiliki clockspeed sebesar 2395 MHz.  Metode yang digunakan adalah direct memory  access  untuk  menghitung  waktu  prosesor  pada  saat  proses transfer data,  beberapa data  yang digunakan dalam perhitungan  yaitu kecepatan  transfer, clockspeed , cyclus dan block .    Hasil  perhitungan untuk  prosesor  Intel  Celeron  N2840  sebesar  20,90592334%  waktu prosesor  yang  dibutuhkan  pada  saat  transfer  data  dengan  DMA, sedangkan  untuk  prosesor    AMD  A8-7410  sebesar  22,96450939  %
waktu prosesor yang dibutuhkan pada saat transfer data dengan DMA. Dari  hasil  perhitungan  waktu  kedua  prosesor  tersebut  dapat  diambil kesimpulan bahwa prosesor Intel Celeron N2840 memiliki persentase lebih sedikit, sehingga dalam menangani transfer data, prosessor Intel Celeron N2840 lebih cepat dari pada prosessor AMD A8-7410 karena waktu yang digunakan dalam proses tersebut lebih sedikit.
Keywords Direct Memory Access AMD A8 7410
Intel Celeron N2840 Transfer Data
Vol. 1, No. 1, Agustus 2019, Halaman 1-6
register  kontrol.  Register  kontrol  menentukan  I  /  O  port  untuk  digunakan,  arah  transfer (membaca dari perangkat I / O atau menulis ke perangkat I / O), dan unit transfer (byte pada suatu waktu atau kata pada suatu waktu) [3]. Penggunaaan DMA didalam sebuah komputer modern  memberikan  keuntungan  yaitu  tingkat  transfer  data  lebih  cepat  dan  DMA  sangat berguna  jika  sejumlah  data  yang  besar  perlu  ditransfer.  Untuk  menentukan  kecepatan transfer sebuah prosessor yang menggunakan DMA kita perlu menghitung CPU time. CPU time  (waktu CPU )  ialah  jumlah  persis  total  waktu  yang  dihabiskan CPU ketika  meproses data untuk program atau proses tertentu, program dan aplikasi biasanya tidak menggunakan prosesor 100% dari waktu mereka berjalan, sebagian waktu itu dihabiskan untuk operasi I / O dan mengambil dan menyimpan data pada ram atau perangkat penyimpanan, waktu CPU berjalan  hanya  ketika  program  benar-benar  menggunakan CPU untuk  melakukan  tugas- tugas seperti melakukan operasi penjumlahan,pengurangan,pembagian,perkalian dan logika, waktu CPU juga dikenal sebagai waktu pemrosesan [4]. Waktu CPU bisa  diartikan  sebagai  pengukuran  berapa  lama  waktu  ketika  data  sedang dikerjakan  oleh  prosesor  dan    juga  digunakan  sebagai  indikator  seberapa  banyak pemrosesan  yang  diperlukan  untuk  suatu  proses  atau  seberapa  intensif CPU pada  suatu proses  atau  program  [5].  Tergantung  pada  skenario  penggunaan,  penggunaan  waktu CPU 100% untuk periode tertentu mungkin buruk atau baik. Ini bisa baik jika tujuannya adalah untuk menggunakan CPU sepenuhnya di antara program, atau dapat dikatakan buruk karena dapat  menunjukkan  bahwa  suatu  proses  telah  berjalan  dalam  pengulangan  (loop)  tanpa akhir atau bahwa proses tertentu tidak dioptimalkan [6].Waktu CPU yang dibutuhkan oleh program  dan  proses  seringkali  sangat  kecil,  sepersekian  detik,  itulah  sebabnya  banyak program  dapat  berjalan  bersamaan  pada  satu  waktu  yang  sama,  tetapi  masih  dapat mengaktifkan CPU .  Masing-masing  diberikan  jumlah  waktu  atau  irisan  waktu  tertentu untuk  mengakses CPU .  Misalnya,  jika  suatu  program  mengakses CPU selama  satu  detik setiap  lima  detik,  maka  total  waktu CPU dalam  rentang  satu  menit  adalah  12  detik  [7]. Namun pada saat ini, banyak pengguna komputer modern belum mengetahui jenis prosesor yang  lebih  efisien  dalam  melakukan  proses  transfer  data.  Sehingga  banyak  dari  mereka kesulitan  untuk  mencari  prosessor  dengan  kemampuan  yang  baik  [8].  Didalam  buku Advanced Computer Architecture-CS501 telah dijelaskan sebuah contoh untuk menghitung waktu  cpu (the  fraction  of cpu  time) dalam  menangani    transfer data  menggunakan direct memory  access dengan  sebuah  prosesor  yang  memiliki  clockspeed  sebesar  500MHz  dan pada  sebuah I/O  device dengan  kecepatan  transfer  sebesar  10  MB/s  diatas  100  Mb/s  bus, data ditransfer pada blok 4 KB. Jika prosesor memiliki clockspeed sebesar 500 MHz maka ia memerlukan total waktu 5000 siklus untuk menangani setiap DMA request [9].
Ketika  2500 DMA  request dikeluarkan  untuk  transfer  data  4KB  dengan  kecepatan 10MB,  total  waktu  yang  diambil  sebesar  12.500.000  siklus.  Karena  prosesornya  memiliki clockspeed  sebesar  500MHZ,  fraksi  waktu  CPU  yang  dihabiskan  adalah  12.500.000  / (500x10 6 )  atau  2,5%.  Dengan  menggunakan direct  memory  access kita  dapat  menghitung seberapa  besar  atau  kecil  waktu  CPU  pada  saat  menangani  transfer  data,  sehingga  dapat menjadi  indikator  seberapa  cepat  atau  lambat  CPU  tersebut  dalam  menangani  proses transfer  data.  Berdasarkan  buku tersebut penelitian  ini  bertujuan  untuk  menghitung  waktu cpu (the fraction of cpu time) Intel Celeron N2840 dan AMD A8-7410  dalam menangani transfer  data  dengan DMA,  sehingga  dapat  mengetahui  prosesor  mana  yang  lebih  cepat dalam proses transfer data menggunakan DMA.

## METODE
Waktu CPU (The Fraction Of CPU Time) maksudnya adalah jumlah persentase berapa lama CPU dalam  menangani  proses  pengeksekusian  intruksi,  untuk  Menghitung  fraksi waktu  CPU  (CPU  TIME)  membutuhkan  beberapa  data  yaitu  :  kecepatan  transfer,
Vol. 1, No. 1, Agustus 2019, Halaman 1-6
clockspeed , cyclus dan block .  Dari  beberapa  data  tersebut  kita  dapat  menghitung  waktu CPU untuk menangani transfer data dengan rumus DMA : FC = (v / b) * C) / Vc Dari rumus tersebut dapat diuraikan masing-masing sebagai berikut : FC = Fraction CPU time v = Kecepatan transfer Vc = Clockspeed (MHz) C = Cyclus (cycle) b = Block
Kecepatan  transfer  yang  dimaksud  didalam  rumus  tersebut  merupakan  kecepatan  dari perangkat  I/O  dalam  mentrasfer  data, Clockspeed merupakan  kecepatan  dari  CPU  atau prosessor. Cyclus adalah  waktu  yang  diperlukan  untuk  pelaksanaan  satu  operasi  prosesor sederhana  seperti  perkalian,pengurangan,penambahan,perkalian,pembagian  dan  lain-lain atau  bisa  juga  memiliki  pengertian  lain  yaitu  waktu  yang  digunakan  untuk  pengambilan (fetching) dan  eksekusi  perintah (execution) sebuah  intruksi  [10]. Block merupakan  unit pada  alokasi  tempat  penyimpanan  dan  juga  transfer  data  biasanya  berisi  sejumlah  seluruh catatan, memiliki panjang maksimum, dan ukuran blok.

## PEMBAHASAN
Penelitian  ini  menghitung  waktu CPU (The  Fraction  of  CPU  Time) dalam  menangani transfer data dengan DMA pada sebuah I/O device yang memiliki kecepatan transfer sebesar 10  MB/s  diatas  100  Mb/s  bus,  dimana  data  tersebut  ditransfer  pada  blok  4  KB menggunakan  2  prosessor  yang  berbeda  yaitu    Intel  Celeron  N2840  dan  AMD  A8-7410. Spesifikasi masing-masing prosesor, di dapatkan dengan melihatnya menggunakan aplikasi CPU-Z dan  juga  informasi  dasar  dari  2 laptop  yang  berbeda,  berikut  ini adalah  gambaran dari masing-masing prosesor :
Gambar 1 . Clockspeed dari Intel Celeron N2840
Gambar 1 menunjukkan tentang jumlah clockspeed dari prosessor Intel Celeron N2840 sebesar 2583.29 MHz  yang di ukur menggunakan software CPU-Z. Sedangkan, Gambar 2 menunjukkan kecepatan yang dimiliki oleh prosessor Intel Celeron N2840 yaitu 2.16 GHz. Untuk  melihatnya  dengan  cara  masuk  kedalam  control  panel  selanjutnya  masuk  kedalam system  and  security  dan  yang  terakhir  klik  system”  sehingga  terlihatlah  sebagaimana Gambar 2.
Gambar 2. Kecepatan prosessor Intel Celeron N2840
Gambar 3. Clockspeed dari AMD A8-7410
Gambar  3  menunjukkan  tentang  jumlah clockspeed dari  prosessor  AMD  A8-7410 sebesar 2395.15 MHz yang di ukur menggunakan software CPU-Z. Sementara itu, Gambar 4  menunjukkan tentang  jumlah clockspeed dari  prosessor  AMD  A8-7410  sebesar 2395.15 MHz yang di ukur menggunakan software CPU-Z.
Gambar 4. Kecepatan prosessor AMD A8-7410
Tabel 1. Perbedaan Prosessor Intel Celeron N2840 dan AMD A8-7410
Nama Prosesor Clockspeed Kecepatan Prosessor Cyclus Intel Celeron N2840 2583 MHz 2.16 GHz = 2160 MHz Cyclus = 2160 MHz * 10 = 21600 cycle AMD A8-7410 2395 MHz 2.20 GHz = 2200 MHz Cyclus = 2200 MHz * 10 = 22000 cycle
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  perbedaan  clockspeed  kedua  prosessor  tersebut  sebesar 2583  MHz  dengan  2395  MHz,  sedangkan  untuk  kecepatan  kedua  prosessor  tersebut sebesar  2.16  GHz  dengan  2.20  GHz.  Untuk  menemukan  cyclus  dari  kedua  prosesor tersebut dengan cara merubah kecepatan prosessor dari GHz menjadi Mhz, jadi kecepatan prosesor  Intel  Celeron  N2840  sebesar  2160  MHz  dan  kecepatan  prosesor  AMD  A8-7410 sebesar 2200 MHz. Selanjutnya dari kecepatan kedua prosesor yang telah diubah menjadi MHz  dikalikan  dengan  10  untuk  menemukan  berapa  cycle  dari  kedua  prosesor  tersebut, sehingga  cyclus  untuk  prosesor  Intel  Celeron  N2840  sebesar  21600  cycle  sedangkan prosesor  AMD  A8-7410  sebesar  22000  cycle.  Dari  data-data  tersebut,  dapat  dihitung waktu  CPU (The  Fraction  Of  Cpu  Time) dalam  menangani  transfer  data  menggunakan DMA.
Rumus perhitungan : Fraction CPU Time = ((v / b) * C) / (Vc) Berikut adalah hasil dari perhitungannya lakukan : Intel Celeron N2840 = ((10/4) * 21600) / 2582 = 20,90592334 %
AMD A8-7410
= (( 10/4) * 22000) / 2395 = 22,96450939 %

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  diatas,  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  dari  waktu  CPU  yang digunakan untuk menangani transfer data menggunakan prosessor Intel Celeron N2840 dan AMD  A8-7410  hasilnya  menunjukkan  bahwa  prosesor  Intel  Celeron  N2840  memiliki persentase Fraction of CPU time lebih sedikit dan hal itu mempunyai arti bahwa, dalam hal
Vol. 1, No. 1, Agustus 2019, Halaman 1-6
menangani transfer data, prosessor Intel Celeron N2840 lebih cepat dari pada menggunakan prosessor  AMD  A8-7410  karena  waktu  CPU  yang  digunakan  dalam  proses  tersebut  lebih sedikit.  Sedangkan  prosessor  AMD  A8-7410  menurut  hasil  perhitungan  diatas menunjukkan  persentase  fraction  of  CPU  time  memiliki  nilai  yang  lebih  banyak  sehingga waktu  CPU  yang  digunakan  dalam  menangani  transfer  data  menggunakan  DMA  lebih lambat daripada Intel Celeron N2840.

## REFERENSI
[1] V. S. Vanita, “Direct Memory Access ( DMA ) Controller,” INTERNATONAL J. Innov. Res. Technol. , vol. 1, no. June, pp. 1069–1071, 2004.
[2] A. Chandan, Kumar. Prajapati, Meenakshi. Verma, “Direct Memory Access,” Int. J. Innov. Res. Technol. , vol. 1, no. 7, pp. 347–350, 2014.
[3] A. Aljumah and M. Altaf, “Amba Based Advanced DMA Controller for SoC,” Int. J. Adv. Comput. Sci. Appl. , vol. 7, no. 3, pp. 188–193, 2016.
[4] Y. Chi and Z. Zheng, “A Design of Direct Memory Access Controller for Wireless Communication SoC in Power Grid,” 2018 IEEE 2nd Int. Conf. Circuits, Syst. Simulation, ICCSS 2018 , pp. 76–79, 2018.
[5] W. A. Halang, “On methods for direct memory access without cycle stealing,” Microprocess. Microprogramming , vol. 17, no. 5, pp. 277–283, 1986.
[6] J. D. McCalpin, “Memory Bandwidth and Machine Balance in Current High Performance Computers,” IEEE Tech. Comm. Comp. Arch , no. December 1995, 1995.
[7] W. Stallings, COMPUTER ORGANIZATION AND ARCHITECTURE DESIGNING FOR PERFORMANCE EIGHTH EDITION , EIGHT. Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education, Inc, 2007.
[8] S. Choirunnisa, R. Sarno, and A. C. Fauzan, “Optimization of Forecasted Port Container Terminal Performance Using Goal Programming,” in 2018 International Conference on Information and Communications Technology (ICOIACT) , 2018, pp. 332–336.
[9] H. F. Heuring, Vincent P. Jordan, Advanced Computer Architecture-CS501, Lecture Handouts . .
[10]  J. Xamán et al. , “Evaluation of the CPU time for solving the radiative transfer equation with high-order resolution schemes applying the normalized weighting- factor method,” J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. , vol. 208, pp. 45–63, 2018.