Tugas Cache Memory

CHACE MEMORY

 

 

 

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 bagian 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.

Fungsi memori cache untuk menyimpan instruksi yang berulang kali diperlukan dan dapat diakses sangat cepat untuk menjalankan program, memperbaiki sistem secara keseluruhan. Keuntungan dari memori cache adalah bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.

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.

Kapasitas Cache

Cache Memory merupakan memory perantara untuk meningkatkan kecepatan komputer. Sedangkan Memory Sekunder lebih ditujukan pada penyimpanan data dalam jangka panjang contohnya harddisk.

Merek  prosesor  di  pasaran beberapa  waktu lalu. AMD mengeluarkan prosesor K5 dan K6 dengan cache yang besar (1MB) tetapi kinerjanya tidak bagus. Kemudian Intel pernah mengeluarkan prosesor tanpa cache untuk alasan harga yang murah, yaitu seri Intel Celeron pada tahun 1998-an hasil kinerjanya sangat buruk terutama untuk operasi data besar, floating point, 3D. Intel Celeron versi berikutnya sudah ditambah cache sekitar 128KB.

Lalu berapa  idealnya  kapasitas  cache?  Sejumlah penelitian telah menganjurkan bahwa ukuran cache antara 1KB dan 512KB akan lebih optimum.

MEMORY

Memory adalah komponen kedua yang menentukan kinerja sistem. Bandwidth yang disediakan menetukan jumlah data yang bisa dikirim ke prosesor, jika terlalu lambat maka prosesor harus menunggu, terlalu cepat maka data yang harus menunggu. Sementara itu, kapasitas memori menentukan jumlah data yang bisa dilihat prosesor pada satu saat, bila kapasitas tidak mencukupi, maka prosesor harus mengambil data dari hard disk yang jauh lebih lambat,membuat prosesor harus menunggu lebih lama. Selain menyimpan data, memory juga menyimpan rangkaian instruksi yang harus dijalankan (software ).

Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor

register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor.

•      Elemen dasar memori adalah sel memori. Walaupun digunakan digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat – sifat tertentu :
• Sel memori memiliki dua keadaan stabil (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk
merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).
• Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

Memori Utama Semikonduktor

 

•      Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah sebuah piringan

•      ferromagnetik  berlubang  yang  dikenal  sebagai    core, istilah yang  tetap dipertahankan hingga saat ini.

Satuan Memori

•      Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut  bit. Suatu bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga dinyatakan dalam byte (1 byte  =  8 bit). Kumpulan byte  dinyatakan dalam  word. Panjang  word yang  umum  adalah 8, 16, dan 32 bit.

Untuk memperoleh keandalan sistem ada tiga pertanyaan yang diajukan: Berapa banyak ?Berapa cepat? Berapa mahal?

Pertanyaan berapa banyak adalah sesuatu yang sulit dijawab, karena berapapun kapasitas memori  tentu aplikasi  akan menggunakannya.

Jawaban pertanyaan berapa cepat adalah memori harus  mempu mengikuti  kecepatanCPU  sehingga  terjadi  sinkronisasi  kerja  antar CPU  dan memori  tanpa  adanya  waktu tunggu karena  komponen lain belum  selesai  prosesnya.

Mengenai harga, sangatlah relatif. Bagi  produsen selalu mencari  harga  produksi  paling  murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran.

Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses adalah :

• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya.

• Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.

• Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya.

Keandalan Memori

 

Memori  yang  besar  karena  harga  per  bit  yang  murah namun hal  itu dibatasi  oleh teknologi  dalam  memperoleh waktu akses  yang  cepat. Salah satu pengorganisasian masalah ini adalah menggunakan hirarki  memori. Seperti  terlihat  pada  gambar  hirarki memori bahwa  semakin menurunnya hirarki maka hal berikut akan terjadi :

• Penurunan harga/bit

• Peningkatan kapasitas

• Peningkatan waktu akses

• Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Ada beberapa jenis memory berdasarkan tingkat kecepatannya :

•      Register , memori berukuran sangat kecil dengan kecepatan akses sangat tinggi.
Register digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara
itu data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran diproses akan disimpan dalam main memory

•      Cache memory, Cache memory adalah memori yang sangat cepat yang dibangun dalam sebuah central processing unit komputer (CPU), atau ditempatkan dalam chip yang terpisah.

•      Main memory,merupakan media penyimpanan dalam bentuk arrayyang disusun word atau byte, kapasitas daya simpannya bisa jutaan susunan.

•      Memory sekunder , Memory sekunder, dipergunakan untuk menyimpan data, informasi, dan program secara permanen sebagai berkas atau file.

Main Memory

 

•      Main Memory disebut memory utama karena digunakan sebagai ruang memory utama untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang berjalan. Setiap komputer memiliki RAM dalam ukuran tertentu. Semakin besar ukuran RAM, semakin banyak instruksi dan data yang dapat disimpan pada satu saat. Memory diukur dalam satuan Byte. Processor mengambil data dan instruksi dari RAM, memprosesnya dan menuliskan data baru kembali ke RAM dalam siklus yang berulang – ulang. Kegiatan pemindahan data antara processor dan RAM terjadi jutaan kali perdetik.

Penyimpanan Memori

Berdasarkan cara penyimpanan data, RAM terbagi menjadi 2 yaitu Static RAM (SRAM) dan Dynamic RAM (DRAM).

•      Static RAM dapat mempertahankan data didalamnya tanpa perlu disegarakan secara berkala.

•      Dynamic RAM perlu disegarkan secara berkala untuk mempertahankan isinya. Penyegaran berkala tersebut membuat DRAM lebih lambat daripada SRAM.