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.


sumber (http://edwinagoes.blogspot.com dan wikipedia