CACHE MEMORY

Pengertian Cache Memory

Cache memory adalah memori berkecepatan tinggi, yang ukurannya kecil tetapi lebih cepat dari memori utama (RAM). CPU dapat mengakses memori ini lebih cepat daripada memori utama.

Cache memory digunakan untuk menyinkronkan data dengan CPU berkecepatan tinggi dan untuk meningkatkan kinerjanya.

Sumber: freepik.com

Cache memory hanya dapat diakses oleh CPU dan berfungsi untuk menyimpan data dan program yang sering digunakan oleh CPU.

Cache memory memastikan bahwa data harus tersedia secara instan untuk CPU setiap kali CPU membutuhkan data ini.

Dengan kata lain, jika CPU menemukan data atau instruksi yang diperlukan berada dalam cache memory, ia tidak perlu mengakses memori utama (RAM).

Cache memory kadang-kadang juga disebut CPU memory karena biasanya terintegrasi langsung ke dalam chip CPU atau ditempatkan pada chip terpisah yang memiliki interkoneksi bus terpisah dengan CPU. 

Oleh karena itu, lebih mudah diakses oleh prosesor, dan mampu meningkatkan efisiensi, karena secara fisik dekat dengan prosesor.

Sebagai kesimpulan, cache memory bertindak sebagai buffer antara RAM dan CPU, dan pada akhirnya mempercepat kinerja sistem komputer.

Fungsi Cache Memory

Cache memory memiliki beberapa fungsi sebagai berikut:

• Menyimpan sementara instruksi dan data yang sering digunakan untuk pemrosesan yang lebih cepat oleh CPU komputer.
• Mengurangi waktu yang dibutuhkan CPU untuk menemukan dan memproses data yang tersimpan di dalamnya
• Bertindak sebagai buffer atau perantara antara RAM dan CPU
• Meringankan beban kerja processor komputer
• Meningkatkan efisiensi dan mempercepat kinerja sistem komputer

Jenis-jenis Cache Memory

1. L1 Cache

L1 atau sering disebut disebut cache Level 1 adalah jenis cache memory tingkat pertama. Jenis cache memory ini kerap hadir di dalam CPU itu sendiri.

Misalnya jika sebuah CPU memiliki empat inti (quad core cpu), maka setiap inti akan memiliki cache level 1 sendiri. Karena memori ini ada di CPU, ia dapat bekerja pada kecepatan yang sama dengan CPU.

Ukuran memori ini berkisar antara 2KB hingga 64 KB. Perlu diketahui, L1 cache memiliki dua jenis cache, yaitu cache instruksi, yang menyimpan instruksi yang diperlukan oleh CPU, dan cache data yang menyimpan data yang dibutuhkan oleh CPU.

2. L2 Cache

Cache ini dikenal sebagai cache Level 2 atau cache L2. Cache level 2 ini bisa berada di dalam CPU atau di luar CPU.

Semua inti CPU dapat memiliki L2 cache terpisah atau dapat saling berbagi cache L2. Jika berada di luar CPU, L2 cache terhubung dengan CPU melalui bus berkecepatan sangat tinggi.

Ukuran memori cache ini berkisar antara 256 KB hingga 512 KB. Dalam hal kecepatan, sedikit lebih lambat dari L1 cache.

3. L3 Cache

Cache memory ini dikenal sebagai cache Level 3 atau cache L3. Cache ini tidak selalu ada pada prosesor; hanya beberapa prosesor kelas atas yang mungkin memiliki jenis cache ini.

Cache ini digunakan untuk meningkatkan kinerja cache Level 1 dan Level 2. Biasanya diletakkan di luar CPU dan digunakan bersama oleh semua inti CPU.

Ukuran memorinya berkisar dari 1 MB hingga 8 MB. Meskipun lebih lambat dari L1 dan L2 cache, namun lebih cepat dari Random Access Memory (RAM).

Cara Kerja Cache Memory pada CPU

Untuk memahami cara kerja cache, kita harus memahami beberapa poin:

• Memori cache dapat diakses dengan sangat cepat
• Memori cache lebih kecil dan tidak dapat menyimpan data dalam jumlah besar

Ketika CPU membutuhkan data, pertama-tama, CPU mengunjungi L1 cache. Jika tidak menemukan apa pun di L1, maka akan melihat data di L2 cache. Apabila CPU tidak juga menemukan data di L2 cache, maka CPU akan beralih ke L3 cache.

Apabila data yang diperlukan oleh CPU ditemukan dalam cache memory, maka disebut sebagai cache hit. Sebaliknya, jika data tidak ditemukan di dalam cache disebut cache miss.

Jika data tidak tersedia di salah satu cache memory, data tersebut akan ditelusuri di dalam Random Access Memory (RAM). Jika RAM juga tidak memiliki data, maka ia akan mendapatkan data tersebut dari Hard Disk Drive.

Penggunaan asosiasi untuk mengurangi tingkat kesalahan dan Penggunaan cache bertingkat hierarki untuk mengurangi kesalahan penalti

Kinerja memori cache sering diukur dalam hal kuantitas yang disebut rasio Hit. Kita dapat meningkatkan kinerja Cache menggunakan ukuran blok cache yang lebih tinggi, asosiasi yang lebih tinggi, mengurangi tingkat kesalahan, mengurangi penalti kesalahan, dan mengurangi Mengurangi waktu untuk mencapai cache . Ditanyakan juga, bagaimana kinerja cache dihitung?Sebuah contohUntuk cache terpadu, penalti per instruksi adalah (0 + 1,35% x 20) = 0,27 siklus.Untuk akses data, yang terjadi pada sekitar 1/3 dari semua instruksi, penaltinya adalah (1 + 1,35% x 20) = 1,27 siklus per akses, atau 0,42 siklus per instruksi.Total penalti adalah 0.69 CPI.Orang mungkin juga bertanya, apa yang ada di cache memori? Memory Caching Sebuah memory cache , kadang-kadang disebut cache store atau RAM cache , adalah bagian dari memori yang terbuat dari RAM statis (SRAM) berkecepatan tinggi, bukan RAM dinamis (DRAM) yang lebih lambat dan lebih murah yang digunakan untuk memori utama . Caching memori efektif karena sebagian besar program mengakses data atau instruksi yang sama berulang-ulang.Juga tahu, bagaimana memori cache meningkatkan kinerja?Mengoptimalkan Kinerja CacheMengurangi waktu hit – Cache tingkat pertama yang kecil dan sederhana serta prediksi cara.Meningkatkan bandwidth cache – Cache berpipa, cache multi-bank, dan cache non-pemblokiran.Mengurangi penalti kesalahan – Kata kritis terlebih dahulu dan menggabungkan buffer tulis.Bagaimana cara memilih ukuran cache?Dalam batasan keras ini, faktor-faktor yang menentukan ukuran cache yang sesuai termasuk jumlah pengguna yang bekerja pada mesin, ukuran file yang biasa mereka gunakan, dan (untuk cache memori ) jumlah proses yang biasanya berjalan pada mesin.

Mengoptimalan perangkat lunak untuk meningkatkan efektivitas cache.

Ketika kita mengakses suatu halaman website, mungkin kita pernah merasakan begitu cepatnya halaman tersebut di muat. Selain karena kualitas jaringan yang bagus, teknologi dibalik website tersebut juga berperan penting sehingga halaman dapat dimuat lebih cepat. Bahkan beberapa website yang di optimasi dengan baik, memiliki latensi yang begitu rendah sehingga pengguna mendapatkan pengalaman yang positif. Jadi, pengguna tidak merasakan memuat halaman, tetapi hanya merasa membuka folder atau file dengan ukuran kecil.

Tidak hanya memuat halaman website, membuka aplikasi atau program pada PC dan HP juga demikian. Semua ini dapat dirasakan oleh pengguna berkat penerapan teknologi cache. Tanpa cache, mungkin komputer, laptop, HP, atau program yang kita akses tidak secepat seperti yang biasa kita rasakan. Jika diibaratkan, cache adalah jalan pintas untuk mengakses suatu file / program yang sebelumnya telah dibuka tanpa harus mengurutkannya dari awal. Dalam penerapannya, cache telah diimplementasikan pada perangkat keras maupun perangkat lunak.

Blogger : Fadilah Akbar 22311009 SI 22 A

Universitas Teknokrat Indonesia

FTIK