CACHE MEMORY
Prinsip Dasar Cache Memory
Dalam dunia komputer dikenal dengan adanya cache (dibaca:
kash) memory. Cache memory merupakan memori berkapasitas terbatas, berkecepatan
tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Cache memori terletak diantara
memori utama dan register CPU, dan berfungsi agar CPU tidak langsung mengacu ke
memori utama tetapi di cache memori yang kecepatan aksesnya lebih tinggi.
Metode ini akan meningkatkan kinerja sistem. Dahulu cache disimpan di luar
prosesor dan dapat ditambahkan untuk meningkatkan kinerja, saat ini cache
ditanamkan di prosesor.
Elemen-elemen Rancangan Cache
Walaupun terdapat banyak implementasi cache, hanya terdapat
sedikit elemen-elemen dasar rancangan yang dapat mengklasifikasikan dan
membedakan arsitektur cache. Adapun elemen yang akan dibahas adalah elemen
pertama yaitu ukuran cache. Semakin besar cache maka semakin besar jumlah gate
yang terdapat pada pengalamatan cache. Akibatnya adalah cache yang berukuran
besar cenderung untuk lebih lambat dibanding dengan cache berukuran kecil
(walaupun dibuat dengan teknologi rangkaian terintegrasi yang sama dan ditaruh
pada keping dan board yang sama
Pemetaan (Mapping)
Karena saluran cache lebih sedikit dibandingkan dengan blok
memori utama, diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama ke
dalam saluran cache. Selain itu diperlukan alat untuk menentukan blok memori
utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan akan
menentukan bentuk organisasi cache. Dapat digunakan tiga jenis teknik, yaitu
sebagai berikut :
a. Pemetaan Langsung (Direct Mapping)
Pemetaan ini memetakan masing-masing blok memori utama hanya
ke satu saluran cache saja. Jika suatu blok ada di cache, maka tempatnya sudah
tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah sederhana dan murah. Sedangkan
kerugian dari direct mapping adalah suatu blok memiliki lokasi yang tetap (Jika
program mengakses 2 block yang di map ke line yang sama secara berulang-ulang,
maka cache-miss sangat tinggi).
b. Pemetaan Asosiatif (Associative Mapping)
Pemetaan ini mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan
cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran
cache. Dengan pemetaan asosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok
ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan asosiatif yang
utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh
saluran cache secara paralel, sehingga pencarian data di cache menjadi lama
c. Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)
Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam sejumlah sets. Setiap
set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set memanfaatkan
kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif.
Jumlah Cache
a. Cache Satu Tingkat (First level cache)
Memori yang bernama L1 Cache ini adalah memori yang terletak
paling dekat dengan prosesor (lebih spesifik lagi: dekat dengan blok CU
[Control Unit]). Penempatan Cache di prosesor dikembangkan sejak PC i486.
Memori di tingkat ini memiliki kapasitas yang paling kecil (hanya 16KB), tetapi
memiliki kecepatan akses dalam hitungan nanodetik (sepermilyar detik). Data
yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan paling sering
diakses. Biasanya data di sini adalah data yang telah diatur melalui OS (Operating
System) menjadi Prioritas Tertinggi (High Priority).
b. Cache dua tingkat (Second level cache)
Memori L2 Cache ini terletak terletak di MotherBoard (lebih
spesifik lagi: modul COAST : Cache On A STick. Bentuk khusus dari L2 yang mirip
seperti Memory Module yang dapat diganti-ganti tergantung motherboardnya). Akan
tetapi ada juga yang terintegrasi langsung dengan MotherBoard, atau juga ada
yang terintergrasi dengan Processor Module. Di L2 Cache ini, kapasitasnya lebih
besar dari pada L1 Cache. Ukurannya berkisar antara 256 KB—2MB. Biasanya , L2
Cache yang besar diperlukan di MotherBoard untuk Server. Kecepatan akses
sekitar 10ns (nano second).
Referensi :
http://efankhonghucu.blogspot.com/2010/04/cache-memory.html
CACHE MEMORY
Prinsip Dasar Cache Memory
Dalam dunia komputer dikenal dengan adanya cache (dibaca:
kash) memory. Cache memory merupakan memori berkapasitas terbatas, berkecepatan
tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Cache memori terletak diantara
memori utama dan register CPU, dan berfungsi agar CPU tidak langsung mengacu ke
memori utama tetapi di cache memori yang kecepatan aksesnya lebih tinggi.
Metode ini akan meningkatkan kinerja sistem. Dahulu cache disimpan di luar
prosesor dan dapat ditambahkan untuk meningkatkan kinerja, saat ini cache
ditanamkan di prosesor.
Elemen-elemen Rancangan Cache
Walaupun terdapat banyak implementasi cache, hanya terdapat
sedikit elemen-elemen dasar rancangan yang dapat mengklasifikasikan dan
membedakan arsitektur cache. Adapun elemen yang akan dibahas adalah elemen
pertama yaitu ukuran cache. Semakin besar cache maka semakin besar jumlah gate
yang terdapat pada pengalamatan cache. Akibatnya adalah cache yang berukuran
besar cenderung untuk lebih lambat dibanding dengan cache berukuran kecil
(walaupun dibuat dengan teknologi rangkaian terintegrasi yang sama dan ditaruh
pada keping dan board yang sama
Pemetaan (Mapping)
Karena saluran cache lebih sedikit dibandingkan dengan blok
memori utama, diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama ke
dalam saluran cache. Selain itu diperlukan alat untuk menentukan blok memori
utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan akan
menentukan bentuk organisasi cache. Dapat digunakan tiga jenis teknik, yaitu
sebagai berikut :
a. Pemetaan Langsung (Direct Mapping)
Pemetaan ini memetakan masing-masing blok memori utama hanya
ke satu saluran cache saja. Jika suatu blok ada di cache, maka tempatnya sudah
tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah sederhana dan murah. Sedangkan
kerugian dari direct mapping adalah suatu blok memiliki lokasi yang tetap (Jika
program mengakses 2 block yang di map ke line yang sama secara berulang-ulang,
maka cache-miss sangat tinggi).
b. Pemetaan Asosiatif (Associative Mapping)
Pemetaan ini mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan
cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran
cache. Dengan pemetaan asosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok
ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan asosiatif yang
utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh
saluran cache secara paralel, sehingga pencarian data di cache menjadi lama
c. Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)
Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam sejumlah sets. Setiap
set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set memanfaatkan
kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif.
Jumlah Cache
a. Cache Satu Tingkat (First level cache)
Memori yang bernama L1 Cache ini adalah memori yang terletak
paling dekat dengan prosesor (lebih spesifik lagi: dekat dengan blok CU
[Control Unit]). Penempatan Cache di prosesor dikembangkan sejak PC i486.
Memori di tingkat ini memiliki kapasitas yang paling kecil (hanya 16KB), tetapi
memiliki kecepatan akses dalam hitungan nanodetik (sepermilyar detik). Data
yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan paling sering
diakses. Biasanya data di sini adalah data yang telah diatur melalui OS (Operating
System) menjadi Prioritas Tertinggi (High Priority).
b. Cache dua tingkat (Second level cache)
Memori L2 Cache ini terletak terletak di MotherBoard (lebih
spesifik lagi: modul COAST : Cache On A STick. Bentuk khusus dari L2 yang mirip
seperti Memory Module yang dapat diganti-ganti tergantung motherboardnya). Akan
tetapi ada juga yang terintegrasi langsung dengan MotherBoard, atau juga ada
yang terintergrasi dengan Processor Module. Di L2 Cache ini, kapasitasnya lebih
besar dari pada L1 Cache. Ukurannya berkisar antara 256 KB—2MB. Biasanya , L2
Cache yang besar diperlukan di MotherBoard untuk Server. Kecepatan akses
sekitar 10ns (nano second).
Referensi :
http://efankhonghucu.blogspot.com/2010/04/cache-memory.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar