Memori Cache

Pengertian dan Fungsi Cache Memory Pada Komputer

Pengertian dan Fungsi Cache Memory Pada Komputer - Pengertian Cache Memory adalah memory yang berukuran kecil yang sifatnya temporary (sementara). Walaupun ukuran filenya sangat kecil namun kecepatannya sangat tinggi. Dalam terminologi hadware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan yang lebih rendah.

Fungsi dari Cache Memory adalah sebagai tempat menyimpan data sementara atau intruksi yang diperlukan oleh processor. Secara gampangnya, cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data atau informasi yang telah di akses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor. Jadi Bisa disimpulkan fungsi cache memory yaitu:

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

Cara kerja dari Cache Memory
Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama dia 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.

Letak Cache Memory di komputer

• Terdapat di dalam Processor (on chip ),Cache internal diletakkan dalam prosesor sehingga tidak memerlukan bus eksternal, maka waktu aksesnya akan sangat cepat sekali.
• Terdapat diluar Processor(off chip), Berada pada MotherBoard memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat cepat,meskipun tidak secepat chache memori jenis pertama.

Letak Cache Memory

1. Terdapat di dalam Processor (on chip )

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

       2.       Terdapat diluar Processor(off chip)

Berada pada MotherBoard, memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat cepat, meskipun tidak 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) 

1. Pemetaan blok-blok memori utama ke dalam saluran cache.
2. Pemetaan Langsung (Direct Mapping)
3. Pemetaan Asosiatif  (Associative Mapping)
4.  Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)

-       Algoritma Penggantian 

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

1. Least Recently used (LRU)
2. First in first out (FIFO)
3. Least frequently used (LFU)
4. 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.

Sumber

Sumber

Cache Memory by Hartanto on Scribd

Read more ...

Piranti Memory

  Memori merupakan bagian dari komputer yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan informasi yang harus diatur dan dijaga sebaik-baiknya. Memori biasanya disebut juga dengan istilah : computer storage, computer memory atau memory, merupakan piranti komputer yang digunakan sebagai media penyimpan data dan informasi saat menggunakan komputer. Memory merupakan bagian yang penting dalam komputer modern dan letaknya di dalam CPU (Central Processing Unit).

Sebagian besar komputer memiliki hirarki memori yang terdiri atas tiga level, yaitu:

Physical Register di CPU, berada di level teratas. Informasi yang berada di register dapat diakses dalam satu clock cycle CPU.

Secara Umum Terdapat empat type umum memori, yaitu:

1.      Memori Hanya Baca (Read Only Memory)

2.      Memori Flash (EEPROM)

3.      Statik Random Access Memory (SRAM)

4.      Dynamic Random Access Memory (DRAM)

Hubungan Pin Memory

Hubungan Pin yang umum untuk semua piranti memori adalah:

1. Hubungan Alamat

Semua peranti memori memiliki n input alamat yang memilih satu dari 2n lokasi didalamnya. Input alamat hampir selalu diberi label A0 sampai An-1.

2. Hubungan Data

Hubungan data adalah titik dimana data dimasukkan untuk menyimpan atau dikeluarkan untuk pembacaan. Pin data pada peranti memoridiberi label D0 sampai D7 untuk peranti memori dengan lebar 8 Bit.

3. Hubungan Seleksi

Setiap peranti memori memiliki sebuah (atau lebih) input yang memilih (meng-enable)peranti memori. Contohnya : Chip Select (CS), Chip Enable(CE)

(ROM (READ ONLY MEMORY)

ROM secara permanen menyimpan program-program dan data yang bersifat menetap (residen) terhadap sistem serta harus tidak berubah jika listrik dimatikan (nonvolatile memory).

Beberapa type ROM

EPROM

Biasanya dibeli dalam jumlah yang banyak dari pabrik dan diprogram selama pembuatannya. Umumnya dipakai jika perangkat lunak harus sering diganti atau jika hanya ada jumlah yang sangat terbatas pada permintaan untuk membuat ROM ekonomis

PROM

Memori ini juga diprogram pada saat pembuatannya, tapi sekali diprogram tidak dapat dihapus.

EEPROM (flash memory)

Sering juga disebut EPROM (Electrically Erasable ROM) merupakan RAM yang tidak mudah berubah (nonvolatile RAM). Piranti ini dapat dihapus dengan listrik dalam sistem. Contoh 2716 eprom 2K

STATIK RAM (SRAM)

Memori RAM statis mempertahankan data selama daya DC diberikan. Karena tidak ada aksi khusus (kecuali daya) yang dibutuhkan untuk menampung data yang disimpan. Memori ini tidak akan menyimpan data tanpa daya (volatile memory). Contoh: TMS4016 SRAM 2K x 8

DINAMIK RAM (DRAM)

DRAM menampung data hanya 2 atau 4 ms pada kapasitor terpadu. Sesudah 2 atau 4 ms, seluruh isi dari DRAM harus ditulis kembali seluruhnya (refresh) karena kapasitor-kapasitor yang menyimpan logika 0 atau 1 kehilangan muatan (charge) mereka.

Perbedaan antar SRAM dan DRAM adalah pada DRAM seluruh isi dari memori direfresh dengan 256 pembacaan dalam interval 2 atau 4 ms. Refresh juga dilakukan selama penulisan, pembacaan dan refresh spesial. Contohnya : TMS 4464 DRAM 64K x 

Tujuan dari manajemen ini adalah untuk:

· Meningkatkan utilitas CPU

· Data dan instruksi dapat diakses dengan cepat oleh CPU

· Efisiensi dalam pemakaian memori yang terbatas

· Transfer dari/ke memori utama ke/dari CPU dapat lebih efisien

II. Penggunaan Memory

Komponen utama dalam sistem komputer adalah Arithmetic Logic Unit (ALU), Control Circuitry, Storage Space dan piranti Input/Output. Jika tanpa memory, maka komputer hanya berfungsi sebagai digital signal processing devices, contohnya kalkulator atau media player. Kemampuan memory untuk menyimpan data, instruksi dan informasi-lah yang membuat komputer dapat disebut sebagai general-purpose komputer.Komputer merupakan piranti digital, maka informasi disajikan dengan sistem bilangan binary. Teks, angka, gambar, sudio dan video dikonversikan menjadi sekumpulan bilangan binary (binary digit atau disingkat bit). Sekumpulan bilangan binary dikenal dengan istilah BYTE, dimana 1 byte = 8 bits. Semakin besar ukuran memory-nya maka semakin banyak pula informasi yang dapat disimpan di dalam komputer (storage devices).Berikut ini beberapa gambar yang bisa mewakili bagaimana cara informasi disimpan dalam memory dan bagaimana data ditransfer dari satu bagian ke bagian lainnya.

Gambar ini saya ambil dari buku Computers For Beginners USBORNE COMPUTER GUIDES. Jadi kalo kita menekan tombol B, maka huruf B itu dikonversikan menjadi bilangan binary 01000010.Gambar ini juga dari buku yang sama, jadi informasi yang diterima komputer ditransfer dari satu bagian ke bagian lain, misalnya dari Arithmetic Logic unit ke RAM, melalui bus atau electronic pathways yang ada di motherboar

DRAM biasanya ditempatkan pada papan sirkuit kecil disebut SIMM (Single In Line Memory Module). Terdapat dua jenis SIMM yaitu SIMM 30 pin dan SIMM 72 pin.

piranti-memori1 by Irfan Hadiyanto on Scribd

Read more ...