CACHE MEMORY

• Buffer berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data yang diakses pada saat itu dan data yang berdekatan dalam memori utama.
• Memori akses random (RAM) berkecepatan tinggi yang ditempatkan diantara sistem memori dan pemakaiannya untuk mengurangi waktu akses efektif dari sistem memori.
• Dengan memasukan memori chace antara peralatan cepat dan sistem memori yang lebih lambat, perancangan ini dapat memberikan sistem memori yang cepat.

Kegunaan Memori Cache adalah :

·     Program cenderung menjalankan instruksi yang berurutan, menyebabkan instruksi tersebut berada didekat lokasi memori.

·     Program biasanya mempunyai simpul untuk tempat menjalankan kelompok instruksi secara berulang-ulang.

·     Compiler menyimpan array dalam blok lokasi memori yang bersebelahan.

·    Compiler biasanya menempatkan item data yang tidak berhubungan didalam segmen data.

Cache terdiri dari sejumlah cache entries (entry cache), yaitu :

·     Memori Cache

-       Merupakan SRAM berkecepatan tinggi

-     Data yang disimpan merupakan kopi dari data memori utama yang terpilih pada saat itu atau data yang baru disimpan yang belum berada didalam memori.

·     Address Tag (Tag Alamat)

-      Menunjukan alamat fisik data yang ada dalam memori utama dan beberapa informasi valid

Cara kerja Cache adalah :

·     Ketika CPU mengakses memori maka sistem penyimpanan akan mengirim alamat fisik ke cache

·   Membandingkan alamat fisik tersebut dengan semua tag alamat untuk mengetahui apakah ia menyimpan salinan dari sebuah data.

·   Cache HIT adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses memori ke word yang telah ada didalam memori cache tersebut secara cepat megembalikan item data yang diminta.

·     Cache MISS adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses ke data yang tidak berada dalam cache, cache akan menjemput item tersebut dari memori, dimana hal ini mebutuhkan waktu yang lebih lama dari cache hit.

·     Jika cache tidak menyimpan data, maka akan terjadi cache miss dan cache akan menyampaikan alamat ke sistem memori utama untuk membaca.

·     Jika data yang datang dari memori utama, maka CPU atau cache akan menyimpan salinannya dengan diberi tag alamat yang tepat.

Ada 2 sebab mengapa cache bekerja dengan baik :

·     Cache beroperasi secara paralel dengan CPU

Word tambahan yang dimuatkan setelah terjadi cache miss tidak akan mengganggu kinerja CPU.

·     Prinsip Lokalitas Referensi

CPU akan meminta data baru

Setiap cache mempunyai dua sub system yaitu :

·     Tag Subsystem

Menyimpan alamat dan menentukan apakah ada kesesesuaian data yang diminta.

·     Memory subsistem

Menyimpan dan mengantarkan data.

Memori Cache menggunakan teknik pemetaan yang berbeda untuk memetakan alamat memori ke dalam alamat lokalnya, yaitu :

·     Cache Asosiatif

-       Disebut juga Fully Associative Cache.

-       Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional

-       Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori

-       Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan

·     Direct Mapped Cache (Cache yang dipetakan langsung)

-       Membagi memory utama menjadi K kolom dengan N refill line per kolomnya

·     Set Cache Asosiatif

-       Mengkombinasikan organisasi asosiatif dan direct (langsung)

-       Mengorganisir memori utama dan memorinya sendiri menjadi kolom jalur refil N

·     Sector Mapped Cache (Cache yang dipetakan sector)

-       Merupakan modifikasi dari cache asosiatif

-       Jalur refill memori utama dan cache dikelompokan menjadi sector yang disebut row (baris)