CACHE MEMORY

CACHE MEMORY

Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menyimpan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM(memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama.

Cache memori ada tiga level yaitu L1,L2 dan L3. Cache memori level 1 (L1) adalah cache memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Cache ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal. Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Cache level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun cache L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari cache L1. cache L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal. Sedangkan cache level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari cache L2 dari masing-masing inti prosesor.
Cara Kerja Cache Memori
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 komputer 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.

Mengapa pada saat ini cache memory masih diperlukan di komputer?

Karena kecepatan memoriutama sangat rendahdibandingkan dengan kecepatan prosesor modern.Untuk perfoma yang baik,prosesor tidak dapatmembuang 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 prosesordaripada sebenarnya.

Keefektifan mekanisme cachedidasarkan pada property program computer yangdisebut locality of reference.Analisa program menunjukanbahwa sebagian besar waktueksekusinya digunakan untukrountine, dimana banyakintrksi dieksekusi secaraberulangkali.
Instruksi tersebut dapatmerupakan loopsederhana,nested loop, ataubeberapa prosedur yangberulangkali salingmemanggil. Pola detil actualdari rangkaian instruksitidaklah penting, yang utamaadalah banyak intruksi dalamarea program yangterlokalisasi dieksekusiberulangkali selama beberapaperiode, dan baian program yang lain relatifjarangdiakses.
Disebut locality of reference.
Hal ini memanifestasikandirinnya dalam dua cara :
Temporal dan Spatial.

Berikut penjelasanya…

1. Temporal berarti bahwainstruksi yang baru dieksekusitampaknya akan dieksekusi lagisegera.
2. Aspek spatial berarti instruksiyang dekat dengan instruksiyang baru saja dieksekusi(mengacu padaalamat instruksi) tampaknya juga akan dieksekusi segera.Secara konseptual, Operasimemori cache sangat sederhana.Sirkuit control memori didesain untuk memanfaatkan properti locality of reference. Aspektemporal locality of reference menyatakan bahwa kapan pun suatu item informasi pertamakali diprlukan , maka item tersebut sebaiknya dibawa kedalam cache dimana item tersebut akan tetap tinggal hingga diperlukan lagi. Aspek spatial menyatakan dari pada mengambil hanya satu item dari memori utama ke cache, akan berguna untuk mengambil beberapa itemyang terletak pada alamat yang berdekatan. Istilah yang mengacu pada blok cacheadalah jalur cache.

Mengapa saat ini Cache Memory masih diperlukan di Komputer?

Cache memory merupakan media penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi, dimana tempat menyimpan data atau informasi sementara yang sering digunakan atau diakses oleh komputer.


Fungsi Cache Memory
–> Mempercepat Akses data pada komputer
–> Meringankan kerja prosessor
–> Menjembatani perbedaan kecepatan antara cpu dan memory utama.
–> Mempercepat kinerja memory

Letak Cache MemorY

1.       Terdapat di dalam Processor (on chip )

Cache internal diletakkan dalam prosesor sehingga tidak memerlukan bus eksternal, maka waktu
aksesnya akan sangat cepat sekali

2.       Terdapat diluar Processor(off chip)

berada pada MotherBoard, memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat cepat,
meskipuntidak secepat chache memori jenis pertama

   Jenis Cache Memory

1.   L1 cache L1 Cache adalah Sejumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi menyatu pada prosesor.

-     Berguna untuk menyimpan secara sementara instruksi dan data, dan memastikan bahwa prosesor memiliki supply data yangstabil untuk diproses sementara memori mengambil dan menyimpan data baru.

-     L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first cache, atau level one cache.

-     transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat Kecepatannya mendekati kecepatan register

2.  L2 cache Arti istilah L2 Cache adalah Sejumlah kecil SRAM memori yang berada di motherboard dekat dengan posisi dudukan prosesor.

- Berguna untuk menyimpan sementara instruksi dan data, dan memastikan bahwa prosesor memiliki supply data yangstabil untuk diproses sementara memori mengambil dan menyimpan data baru

     - (Level 2 cache) secondary cache, second level cache, atau level two cache.

- L2 cache memiliki ukuran lbih besar dibandingkan L1 namun kecepatan transfernya sedikit lebih lama dari L1cache.

3. L3 cache jarang sekali ada, hanya ada di komputer tertentu.

-  Berguna ketika terdapat cache yang hilang ”missing” pada cache L1&L2

- L3 cache memiliki ukuran lbih besar dibandingkan L1 dan L2 namun kecepatan

transfernya lebih lama dari L1cache dan L2 Cache. 

Elemen Cache Memory

-       Fungsi Pemetaan (Mapping)

pemetaan blok-blok memori utama ke dalam saluran cache.

·         Pemetaan Langsung (Direct Mapping)

·         Pemetaan Asosiatif  (Associative Mapping)

·         Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)

-       Algoritma Penggantian

untuk memilih blok data mana yang ada di cache yang dapat diganti dengan blok  data baru

·         Least Recently used (LRU)

·         First in first out (FIFO)

·         Least frequently used (LFU)

·         Random

Cara Kerja Cache Memori

1. CPU membaca word memori

2. Periksa di Cache Memory,

3.Jika ada akan dikirim ke CPU

4.Jika tidak ada akan dicari ke Memory Utama

5.Dikirim ke Cache Memory lalu dikirim ke CPU

KESIMPULAN

karena kecepatan memori utama yang rendah dibandingkan dengan kecepatan prosesor, maka sangat diperluka sekali cache sebagai antisipasi terhadap permintaan data memori yang akan digunakan CPU. Apabila data diambil langsung dari memori utama atau maka akan memakan waktu lama yang menyebabkan dapat membuang waktu dengan menunggu untuk mengskses intruksi dan data pada memory utama.

Maka Cache Memory masih diperlukan sekali oleh komputer.

sebagai bagian dalam dasar komputer dan internet, cache harus kita masukkan juga di dalamnya. Karena itu Edutechnolife mencoba membagikannya pada sobat sekalian. Sebelumnya juga telah dituliskan mengenai cookie (baca: Cookie – Pengertian dan Kegunaannya). Kali ini kita akan share mengenai Cache – Pengertian dan Fungsinya pada Komputer.
Pengertian cache
Cache adalah memory berukuran kecil yang sifatnya temporary (sementara). Walaupun ukuran filenya sangat kecil, namun keceptannya sangat tinggi. Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan jauh lebih rendah.
Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan jauh lebih rendah. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM. Sedangkan dalam terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara untuk beberapa file yang sering diakses (biasanya diterapkan dalam network).
Cache umumnya terbagi menjadi beberapa jenis, seperti L1 cache, L2 cache dan L3 cache. Kan udah ada memori utama (RAM), apa kegunaannya? Sabar dong sob. Ini kan baru pada tahap pengertian.
Fungsi dan kegunaan cache
Cache berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data atau instruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor.
Dalam Internet sebuah proxy cache dapat mempercepat proses browsing dengan cara menyimpan data yang telah diakses di komputer yang berjarak dekat dengan komputer pengakses. Jika kemudian ada user yang mengakses data yang sama, proxy cache akan mengirim data tersebut dari cache-nya, bukan dari tempat yang lama diakses. Dengan mekanisme HTTP, data yang diberikan oleh proxy selalu data yang terbaru, karena proxy server akan selalu mencocok kan data yang ada di cache-nya dengan data yang ada di server luar.

Kecepatan cache memory
Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.
Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya. Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta byte (ratusan mega byte).