Pengertian Memori Cache
Definisi Cache
Cache adalah memori yg lebih kecil, lebih cepat
yang menyimpan salinan data dari yang paling sering digunakan memori utama
lokasi.
Fungsi Cache
Cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada
komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu
buffer, sehingga meringankan kerja processor.
Cache beasal 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 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.
Level Memori Cache
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.
• 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.
• L1
CACHE, L2 CACHE, L3 CACHE
• L1 dan
L2 Cache adalah memori sementara pada processor. Jadi ketika komputer
dimatikan, maka ingatan yang ada pada processor pun akan hilang. L1 dan L2
mempunyai fungsi dan perbedaan, diantaranya adalah.
Fungsi Cache L1, L2, dan L3
• Fungsi
Cache L1:
Sejumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai
cache yang terintegrasi atau satu paket di dalam modul yang sama pada prosesor.
L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Berguna untuk
menyimpan secara sementara instruksi dan data, dan memastikan bahwa prosesor
memiliki supply data yang stabil untuk diproses sementara memori mengambil dan
menyimpan data baru.
• Fungsi
Cache L2:
Fungsinya sama dengan L1 Cache, L2 Cache dikenal
juga dengan nama secondary cache, adalah memory yang memiliki urutan kecepatan
kedua (tipe memori yang paling cepat adalah L1 Cache) yang disediakan untuk
mikroprosesor.
• Fungsi
Cache L3 :
L3 cache memori khusus yang bekerja
tangan-di-tangan dengan L1 dan L2 cache untuk meningkatkan kinerja komputer.
L1, L2 dan L3 cache yangpemrosesan komputer unit ( CPU ) cache, ayat-ayat jenis
lain dalam sistem cache seperti hard disk cache
Letak Cache Memory
• L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak L1 cache sudah
menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor).
• L2 cache, ada yang menyatu dengan chip prosesor, ada pula yang terletak
di luar chip prosesor, yaitu di motherboard dekat dengan posisi dudukan
prosesor. Pada era prosesor intel 80486 atau sebelumnya, letak L2 cache
kebanyakan berada di luar chip prosesor. Chip cache terpisah dari prosesor,
berdiri mandiri dekat chip prosesor. Sejak era prosesor Intel Pentium, letak L2
cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu dengan keping
prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cache dengan memori utama
(RAM).
• L3 cache belum diimplementasikan secara umum pada semua jenis prosesor.
Hanya prosesor-prosesor tertentu yang memiliki L3 cache.
Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory
non integrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah).
Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory
integrated, on-chip, atau on-die (integrated artinya bersatu/menyatu/
tergabung, on-chip artinya ada pada chip).
L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first
cache, atau level one cache.
L2 cache disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau
level two cache.
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).
Prioritas Penyimpanan Dan Pengambilan Data
Dalam mekanisme kerjanya, data yang akan diproses oleh prosesor, pertama
kali dicari di L1 cache, bila tidak ada maka akan diambil dari L2 cache,
kemudian dicari di L3 cache (bila ada). Jika tetap tidak ada, maka akan dicari
di memori utama. Pengambilan data di L2 cache hanya dilakukan bila di L1 cahe
tidak ada.
Jika isi cache penuh, data yang paling lama akan dibuang dan digantikan
oleh data yang baru diproses oleh prosesor. Proses ini dapat menghemat waktu
dalam proses mengakses data yang sama, dibandingkan jika prosesor
berulang-ulang harus mencari data ke memori utama.
Secara logika, kapasitas cache memory yang lebih besar dapat membantu
memperbaiki kinerja prosesor, setidak-tidaknya mempersingkat waktu yang
diperlukan dalam proses mengakses data.
Cara Kerja Memori Cache
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.
Struktur System Cache
Memori utama terdiri dari sampai dengan 2n word beralamat, dengan
masing-masing word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan,
memori ini dinggap terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word
masing-masing bloknya. Dengan demikian, ada M = 2n/K blok. Cache terdiri dari C
buah baris yang masing-masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih
sedikit dibandingkan dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di
setiap saat, beberapa subset blok memori berada pada baris dalam cache. jika
sebuah word di dalam blok memori dibaca, blok itu ditransfer ke salah satu
baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila dibanding dengan baris,
maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk dipersempahkan ke
blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian dari alamat
memori utama.
