CACHE MEMORI

Definisi Cache Memory

Cache berasal dari kata Cash. Dari istilah tersebut dapat didefinisikan, cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat penyimpanan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memory adalah tempat penyimpanan data sementara. Cache memory merupakan media penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi, dimana tempat menyimpan data atau informasi sementara yang sering digunakan atau diakses oleh komputer.

    Cache memory adalah memory berukuran kecil berkecepatan tinggi yang berfungsi untuk menyimpan sementara instruksi dan/atau data (informasi) yang diperlukan oleh prosesor. Boleh dikatakan bahwa cache memory ini adalah memory internal prosesor. Cache memory ini berbasis SRAM yang secara fisik berukuran kecil dan kapasitas tampung datanya juga kecil atau sedikit. Pada saat ini, cache memory ada 3 jenis, yaitu L1 cache, L2 cache, dan L3 cache.

Adapun fungsi dari Cache Memory meliputi :

• Mempercepat Akses data pada computer
•  Meringankan kerja prosessor
•  Menjembatani perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.
•  Mempercepat kinerja memory

Cache memory diperlukan karena kecepatan memori utama sangat rendah dibandingkan dengan kecepatan prosesor modern. Untuk perfoma yang baik, prosesor tidak dapat membuang waktunya dengan menunggu untuk mengskses intruksi dan data pada memory utama. Karenanya, sangat penting untuk memikirkan suatu skema yang mengurangi waktu dalam mengakses informasi. Karena kecepatan unit memori utama dibatasi oleh batasan elektronik dan packaging, maka solusinya harus dicari dalam pengaturan arsitekture yang berbeda. Solusi yang efisien adalah menggunakan memory cache cepat yang sebenarnya membuat memori utama tampak lebih cepat bagi prosesor daripada sebenarnya.

Keefektifan mekanisme cache didasarkan pada property program computer yang disebut locality of reference. Analisa program menunjukan bahwa sebagian besar waktu eksekusinya digunakan untuk rountine, dimana banyak intrksi dieksekusi secara berulangkali.

Instruksi tersebut dapat merupakan loop sederhana,nested loop, atau beberapa prosedur yang berulangkali saling memanggil. Pola detil actual dari rangkaian instruksi tidaklah penting, yang utama adalah banyak intruksi dalam area program yang terlokalisasi dieksekusi berulangkali selama beberapa periode, dan baian program yang lain relatifjarang diakses.

ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN CACHE

Bagian ini menyediakan suatu uraian parameter perancangan cache dan laporan beberapa hasil yang umum. Kita adakalanya mengacu pada penggunaan cache pada high-performance Computing (HPC). HPC berhubungan dengan superkomputer dan perangkat lunak superkomputer, terutama untuk aplikasi ilmiah yang melibatkan sejumlah data besar, vektor, dan perhitungan matriks, dan penggunaan algoritma paralel.

Ukuran Cache

Elemen pertama, ukuran cache, telah dibahas sebelumnya. Kita ingin ukuran cache cukup kecilsehingga keseluruhan harga rata-rata per bit mendekati harga memori utama itu sendiri dan cukup besar sehingga keseluruhan waktu akses rata-rata mendekati waktu akses ccache itu sendiri.

Fungsi pemetaan

Karna terdapat baris cache yang lebih sedikit dibanding blok memori utama, maka diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama kedalam baris cache.

Jumlah Cache

Ketika cache pertama kali diperkenalkan, sistem umumnya mempunyai cache tunggal. Baru-baru ini, penggunaan cache jamak telah menjadi norma. Dua aspek dari masalah rancangan ini berhubungan dengan banyaknya tingkatan cache dan penggunaan cache yang disatukan dengan cache yang dipisah.

Cache bertingkat

Ketika kepadatan logika telah meningkat, kepadatan tersebut telah menjadi mungkin untuk mempunyai suatu cache pada keping yang samasebagai prosesor: cache on-chip. Dengan cache yang dapat dicapai melalui suatu bus external, cache on-chip mengurangi aktivitas bus external prosesor dan oleh karna itu mempercepat eksekusi dan  meningkatkan keseluruhan kinerja sistem.

Prinsip Cache Memory

Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama - tama ia akan mencarinya pada cache. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM

yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, cache dapat menyediakan data yang

dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien.

Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja computer secara keseluruhan. Dua jenis cache yang sering digunakan dalam dunia komputer adalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi. Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori komputer.

ORGANISASI CACHE PENTIUM 4 DAN POWER PC

Organisasi cache pentium 4

Evolusi: organisasi cache dilihat dengan jelas di dalam evolusi mikroprosesor intel 80386 tidak mencakup suatu cache on-chip. 80486 meliputi cache on-chip tunggal 8 kbyte, menggunakan ukuran baris 16 byte dan suatu organisasi asosiatif set empat ara. Semua prosesor pentium meliputi dua cache on-chip L1, satu untuk data dan satu untuk instruksi. Untuk pentium 4, cache data L1 adalah 8 kbyte, menggunakan ukuran baris 64 byte dan suatu organisasi asosiatif set empat arah.

Organisasi Cache power PC

Organisasi cache power PC telah meningkatkan secara menyeluruh arsitektur dari kelompok power PC, mencerminkan kemudahan kinerja yang mengarahkan kekuatan bagi semua perancang mikroprosesor.

 

studentsite