A. SEJARAH MEMORY/RAM
Dari awal mulanya sampai sekarang RAM telah banyak mengalami
perubahan. Mulai dari bentuk, kapasitas, kecepatan dan teknologi pada
RAM yang ada saat ini sudah jauh berbeda dengan RAM generasi awal.
Berikut adalah sejarah perkembangan dari awal ditemukannya RAM.
1. RAM
Ditemukan pertama kali oleh Robert Dennard, di produksi
besar-besaran pada tahun 1968, dan dari sinilah sejarah ram bermula. RAM
membutuhkan tegangan 5.0 volt untuk dapat berjalan pada frekuensi
4,77MHz, dengan waktu akses memori (access time) sekitar 200ns (1ns =
10-9 detik). RAM generasi pertama ini menggunakan slot 30 pin pada
motherboard.
2. DRAM
IBM menciptakan sebuah memory yang di namai DRAM pada tahun 1970,
DRAM sendiri merupakan singkatan dari Dynamic Random Access Memory, DRAM
mempunyai frekuensi kerja yang bervariasi, yaitu antara 4,77MHz hingga
40MHz.
3. FPM DRAM
Memori jenis ini bekerja layaknya sebuah indeks atau daftar isi.
Arti Page itu sendiri merupakan bagian dari memori yang terdapat pada
sebuah row address. Ketika sistem membutuhkan isi suatu alamat memori,
FPM tinggal mengambil informasi mengenainya berdasarkan indeks yang
telah dimiliki. FPM memungkinkan transfer data yang lebih cepat pada
baris (row) yang sama dari jenis memori sebelumnya. FPM bekerja pada
rentang frekuensi 16MHz hingga 66MHz dengan access time sekitar 50ns.
Selain itu FPM mampu mengolah transfer data (bandwidth) sebesar 188,71
Mega Bytes (MB) per detiknya. FP RAM ini ditemukan sekitar tahun 1987.
Memory ini digunakan oleh sistem berbasis Intel 286, 386 serta sedikit
486.
4. EDO DRAM EDO
DRAM (extended data output dynamic random access memory) diciptakan
pada tahun 1995. Memory ini merupakan penyempurnaan dari FPM, EDO dapat
mempersingkat read cycle-nya sehingga dapat meningkatkan kinerjanya
sekitar 20 persen. EDO mempunyai access time yang cukup bervariasi,
yaitu sekitar 70ns hingga 50ns dan bekerja pada frekuensi 33MHz hingga
75MHz. Walaupun EDO merupakan penyempurnaan dari FPM, namun keduanya
tidak dapat dipasang secara bersamaan, karena adanya perbedaan
kemampuan. Intel 486 dan kompatibelnya serta Pentium generasi awal
adalah sistem basis yang menggunakan EDO DRAM. Slot yang digunakan pada
motherboard memiliki 72 pin.
5. SDRAM
Kingston menciptakan SDRAM pada peralihan tahun 1996-1997, modul ini
dapat bekerja pada kecepatan (frekuensi) bus yang sama / sinkron dengan
frekuensi yang bekerja pada prosessor. SDRAM ini kemudian lebih dikenal
sebagai PC66 karena bekerja pada frekuensi bus 66MHz. Berbeda dengan
jenis memori sebelumnya yang membutuhkan tegangan kerja yang lumayan
tinggi, SDRAM hanya membutuhkan tegangan sebesar 3,3 volt dan mempunyai
access time sebesar 10ns.Selang kurun waktu setahun setelah PC66
diproduksi dan digunakan secara masal, Intel membuat standar baru jenis
memori yang merupakan pengembangan dari memori PC66. Dengan menggunakan
tegangan kerja sebesar 3,3 volt, memori PC100 mempunyai access time
sebesar 8ns, lebih singkat dari PC66. Selain itu memori PC100 mampu
mengalirkan data sebesar 800MB per detiknya.Selain dikembangkannya
memori RDRAM PC800 pada tahun 1999, memori SDRAM belumlah ditinggalkan
begitu saja, bahkan oleh Viking, malah semakin ditingkatkan
kemampuannya.
Sesuai dengan namanya, memori SDRAM PC133 ini bekerja pada bus
berfrekuensi 133MHz dengan access time sebesar 7,5ns dan mampu
mengalirkan data sebesar 1,06GB per detiknya. Walaupun PC133
dikembangkan untuk bekerja pada frekuensi bus 133MHz, namun memori ini
juga mampu berjalan pada frekuensi bus 100MHz walaupun tidak sebaik
kemampuan yang dimiliki oleh PC100 pada frekuensi tersebut.Perkembangan
memori SDRAM semakin menjadi – jadi setelah Mushkin, pada tahun 2000
berhasil mengembangkan chip memori yang mampu bekerja pada frekuensi bus
150MHz, walaupun sebenarnya belum ada standar resmi mengenai frekunsi
bus sistem atau chipset sebesar ini. Masih dengan tegangan kerja sebesar
3,3 volt, memori PC150 mempunyai access time sebesar 7ns dan mampu
mengalirkan data sebesar 1,28GB per detiknya. Memori ini sengaja
diciptakan untuk keperluan overclocker, namun pengguna aplikasi game dan
grafis 3 dimensi, desktop publishing, serta komputer server dapat
mengambil keuntungan dengan adanya memori PC150. Slot yang digunakan
pada motherboard memiliki 168 pin.
6. DR RAM
Pada tahun 1999, Rambus menciptakan sebuah sistem memori dengan
arsitektur baru dan revolusioner, berbeda sama sekali dengan arsitektur
memori SDRAM.Oleh Rambus, memori ini dinamakan Direct Rambus Dynamic
Random Access Memory. Dengan hanya menggunakan tegangan sebesar 2,5
volt, RDRAM yang bekerja pada sistem bus 800MHz melalui sistem bus yang
disebut dengan Direct Rambus Channel, mampu mengalirkan data sebesar
1,6GB per detiknya!Masih dalam tahun yang sama, Rambus juga
mengembangkan sebuah jenis memori lainnya dengan kemampuan yang sama
dengan DRDRAM. Perbedaannya hanya terletak pada tegangan kerja yang
dibutuhkan. Jika DRDRAM membutuhkan tegangan sebesar 2,5 volt, maka
RDRAM PC800 bekerja pada tegangan 3,3 volt.
7. DDR SDRAM
Pada tahun 2000, Crucial berhasil mengembangkan kemampuan memory
SDRAM menjadi 2 kali lipat. Teknik yang digunakan adalah dengan
menggunakan secara penuh satu gelombang frekuensi. Jika pada SDRAM biasa
hanya melakukan instruksi pada gelombang positif saja, maka DDR SDRAM
menjalankan instruksi baik pada gelombang positif maupun gelombang
negatif. Oleh karena dari itu memori ini dinamakan DDR SDRAM yang
merupakan kependekan dari Double Data Rate Synchronous Dynamic Random
Access Memory. Dengan memori DDR SDRAM, sistem bus dengan frekuensi
sebesar 100 – 133 MHz akan bekerja secara efektif pada frekuensi 200 –
266 MHz. DDR SDRAM pertama kali digunakan pada kartu grafis AGP
berkecepatan ultra. Sedangkan penggunaan pada prosessor, AMD ThunderBird
lah yang pertama kali memanfaatkannya. Slot yang digunakan pada
motherboard memiliki 184 pin.
8. DDR2 SDRAM
Ketika memori jenis DDR (Double Data Rate) dirasakan mulai melambat
dengan semakin cepatnya kinerja prosesor dan prosesor grafik, kehadiran
memori DDR2 merupakan kemajuan logis dalam teknologi memori mengacu pada
penambahan kecepatan serta antisipasi semakin lebarnya jalur akses
segitiga prosesor, memori, dan antarmuka grafik (graphic card) yang
hadir dengan kecepatan komputasi yang berlipat ganda.Perbedaan pokok
antara DDR dan DDR2 adalah pada kecepatan data serta peningkatan latency
mencapai dua kali lipat. Perubahan ini memang dimaksudkan untuk
menghasilkan kecepatan secara maksimum dalam sebuah lingkungan komputasi
yang semakin cepat, baik di sisi prosesor maupun grafik.Selain itu,
kebutuhan voltase DDR2 juga menurun. Kalau pada DDR kebutuhan voltase
tercatat 2,5 Volt, pada DDR2 kebutuhan ini hanya mencapai 1,8 Volt.
Artinya, kemajuan teknologi pada DDR2 ini membutuhkan tenaga listrik
yang lebih sedikit untuk menulis dan membaca pada memori.Teknologi DDR2
sendiri lebih dulu digunakan pada beberapa perangkat antarmuka grafik,
dan baru pada akhirnya diperkenalkan penggunaannya pada teknologi RAM.
Dan teknologi DDR2 ini tidak kompatibel dengan memori DDR sehingga
penggunaannya pun hanya bisa dilakukan pada komputer yang memang
mendukung DDR2. Slot yang digunakan pada motherboard memiliki 240 pin.
9. DDR3 SDRAM
RAM DDR3 ini memiliki kebutuhan daya yang berkurang sekitar 16%
dibandingkan dengan DDR2. Hal tersebut disebabkan karena DDR3 sudah
menggunakan teknologi 90 nm sehingga konsusmsi daya yang diperlukan
hanya 1.5v, lebih sedikit jika dibandingkan dengan DDR2 1.8v dan DDR
2.5v. Secara teori, kecepatan yang dimiliki oleh RAM ini memang cukup
memukau. Ia mampu mentransfer data dengan clock efektif sebesar 800-1600
MHz. DDR3 memiliki clock internal 400-800 MHz, jauh lebih tinggi
dibandingkan DDR2 200- 533 dan DDR sebesar 100-300 MHz. Prototipe dari
DDR3 yang memiliki 240 pin. Ini sebenarnya sudah diperkenalkan sejak
lama pada awal tahun 2005. Namun, produknya sendiri benar-benar muncul
pada pertengahan tahun 2007 bersamaan dengan motherboard yang
menggunakan chipset Intel P35 Bearlake dan pada motherboard tersebut
sudah mendukung slot DDR3. Slot yang digunakan pada motherboard memiliki
jumlah pin yang sama dengan slot DDR2 SDRAM, tapi posisi notchnya
berbeda sehingga seharusnya tidak bisa memasang modul DDR3 SDRAM pada
slot DDR2. Hal ini sengaja dilakukan karena secara elektrikal modul DDR2
dengan DDR2 memiliki tegangan yang berbeda.
10. SO-DIMM
Small Outline Dual In-Line Memory Module (SO-DIMM) merupakan jenis
memory yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya kira-kira
setengah dari besar DDR biasa sehingga dapat lebih menghemat ruang yang
tentunya sangat berharga pada perangkat mobile seperti notebook.
Perkembangan generasi SO-DIMM biasanya sejalan dengan perkembangan RAM
untuk komputer desktop. Ketika DDR3 SDRAM diluncurkan dipasaran, DDR3
SO-DIMM juga ikut diluncurkan. Modul tersebut menggunakan slot yang
memiliki 204 pin. Lebih sedikit daripada DDR3 SDRAM.
MEMORI UTAMA
Memori utama merupakan media penyimpanan dalam bentuk array yang disusun
word atau byte, kapasitas daya simpannya bisa jutaan susunan. Setiap word atau
byte mempunyai alamat tersendiri. Data yang disimpan pada memori utama ini
bersifat volatile, artinya data yang disimpan bersifat sementara dan
dipertahankan oleh sumber-sumber listrik, apabila sumber listrik dimatikan maka
datanya akan hilang.
Memori utama digunakan sebagai media penyimpanan data yang berkaitan dengan
CPU atau perangkat I/O.
Peranan dari Memori Utama
Address bus pertama kali mengontak computer yang disebut memori. Yang
dimaksud dengan memori disini adalah suatu kelompok chip yang mampu untuk
menyimpan instruksi atau data. CPU sendiri dapat melakukan salah satu dari
proses berikut terhadap memori tersebut, yaitu membacanya (read) atau
menuliskan/menyimpannya (write) ke memori tersebut. Memori ini diistilahkan
juga sebagai Memori Utama.
Tipe chip yang cukup banyak dikenal pada memori utama ini DRAM ( Dinamic
Random Access Memory ). Kapasitas atau daya tampung dari satu chip ini
bermacam-macam, tergantung kapan dan pada computer apa DRAM tersebut digunakan.
Memori dapat dibayangkan sebagai suatu ruang kerja bagi komputer dan memori
juga menentukan terhadap ukuran dan jumlah program yang bias juga jumlah data
yang bias diproses. Memori terkadang disebut sebagai primary storage, primary
memory, main storage, main memory, internal memory. Ada beberapa macam tipe
dari memori komputer, yaitu :
1.
Random Access Memory ( RAM )
2.
Read Only Memory ( ROM )
3.
CMOS Memory
4.
Virtual Memory
-Random Access Memory (RAM)
Random Access Memory (RAM), atau
biasa juga disebut memory, adalah suatu alat komputer (perangkat
keras/hardware). Ram merupakan salah satu jenis alat penyimpanan data pada
komputer atau media elektronik lainnya (PDA. HP, Notebook, Netbook, dll) yang
bersifat sementara. Artinya bila komputer dimatikan, maka semua instruksi atau
data yang telah dsimpan di ram ini akan hilang. Jadi
Fungsi Ram yaitu untuk menyimpan
instruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannya ke output device.
Ada beberapa jenis RAM yang ada
dipasaran saat ini yaitu :
(FPM_RAM), ( EDO_RAM), (SD_RAM ),
(DDR_RAM), (RD_RAM), (VGRAM) dll.
(Berikut ini Jenis-Jenis memory yang
telah beredar)
1. FPM RAM (Fast Page
Mode DRAM)
Merupakan model memory DRAM yang sudah sangat tua (hasil pengembangan
SIM RAM nenek moyangnya RAM) ditemukan pada sekitar tahun 1987.., RAM ini masih
banyak sekali kekurangan dari segi kecepatan maupun kemampuan menampung
datanya, memiliki 30 pin kaki (jumlah lempengan kuningan memory/slot), hanya
dapat berjalan pada clock Maximum 16 Mhz sampai 66 Mhz dengan kecepatan
aksesnya kurang lebih 50 ns, hal ini yang menyebabkan akses pemoresesan
data dalam memory menjadi sangat lambat, di jumpai pada komputer intel 386.
2. EDO RAM
(Extended-Data-Out RAM)
EDO-RAM memiliki fungsi seperti RAM,
akan tetapi jenis ini mempunyai kemampuan kerja sangat tinggi dan cepat dalam
membaca dan mentransfer data. Bentuk EDO-RAM adalah SIMM (Single Inline Memory
Module). Awal ditemukan pada tahun 1995 Hasil pegembangan dari FPM RAM, jalan
pada clock 33-66 mhz dan memiliki 72 pin kaki. Hanya saja terdapat tambahan
teknologi baru dalam chip dimasukan Chace yang sangat membantu dalam
waktu akses pemrosesan data dari RAM tersebut, EDO RAM mengalami peningkatan
kecepatan hampir 40-50% jika dibandingkan dari FPM RAM pendahulunya, sudah
tidak digunakan lagi pada saat ini dipakai pada komputer intel 486.
EDo
RAM
3. SD RAM
(Synchronous Dynamic RAM)
SDRAM adalah memori yang dapat
mengases data atau informasi lebih cepat dari EDO-RAM. Bentuk SDRAM adalah DIMM
(Dual Inline Memory Module). Merupakan model/type memory yang paling bertahan
lama karena lamanya RAM ini beredar di pasaran dan tak terganti-gantikan
oleh jenis memory yang baru.memori ini muncul dari awal tahun 1996 sampai
sekitar tahun 2001 masih saja digunakan oleh platfrom dari mainboard yang
dikeluarkan pada saat itu. Dari komputer Pentium I,II,III, sampai pada awal
kemunculan komputer Pentium IV. RAM ini jalan pada clock FSB 100-133 mhz, 168
pin dan memakai daya listrik sebesar 3.3 Volt, memiliki kemampuan untuk
mensingkronkan clock yang terdapat pada memory tersebut dengan clock pada
processor, hal ini menyebabkan system dalam komputer dapat berjalan seimbang
dengan kata lain waktu pemoresesan data menjadi lebih cepat dan efesien.
Gbr. SD RAM
4. RD RAM
(Rambus Dynamic RAM)
RDRAM adalah sebuah memori
berkecepatan tinggi, digunaan untuk mendukung prosesor Pentium 4.tipe RDRAM
menggunakan slot RIMM,yang mirip dengan slot SDRAM.RAM yang dikembangkan oleh
perusahaan Rambus memiliki karakteristik mampu berjalan pada clock FSB 800/1066,
184-pin ,dan menggunakan daya listrik sebesar 2.5 Volt, perbedaan utama
dibanding DDR RAM terletak pada bagaimana cara memoy ini mengolah datanya. pada
RD RAM data di olah secara Serial sedangkan DDR RAM mengolah datanya secara
pararel, RD RAM lah yang pertama kali memakai teknologi Dual Channel,walau
memiliki performa yang bagus RD RAM sudah jarang digunakan lagi karena harganya
tergolong mahal.. Awal keluar pada tahun 1999.
5. DDR RAM (Double Data Rate RAM)
DDR SDRAM adalah tipe memori
generasi penerus SDRAM, yang memiliki kemampuan dua kali lebih cepat dari
SDRAM. Slot memori yang digunakanDDR SDRAM memiliki jumlah pin lebih banyak
dari SDRAM, memory ini memilki karakteristik clock FSB 266/333/400 MHz,
184-pin, 2.5 Volt, di pakai pada komputer berplatfrom Pentium IV ke atas atau
sejenisnya adalah merupakan hasil regenerasi dari SD RAM, memiliki kecepatan 2x
dari SDRAM sesuai dengan lamanya Double Data Rate hal ini disebabkan dalam 1
clock mampu membawa/mengakses jumlah data sebanyak 2 bit di banding SD RAM yang
hanya mampu menampung data sebesar 1 bit per clocknya, memori ini dibuat untuk
menyaingi RD RAM memori yang sudah terlebih dahulu keluar dan sekarang sudah
menjadi penguasa pasar The King of Memory. Perkembangan memory ini pun
tergolong cepat sekarang saja sudah sampai generasi ke lima (DDR , DDRII,
DDRIII, DDR IV, DDR V).
Jenis RAM Berdasarkan Module :
1.
Single Inline Memory Module (SIMM)
Mempunyai kapasitas 30 atau 72 pin. Memori SIMM 30 pin untuk kegunaan PC
zaman 80286 sehingga 80486 dan beroperasi pada 16 bit. Memory 72 pin banyak
digunakan untuk PC berasaskan Pentium dan beroperasi pada 32 bit. Kecepatan
dirujuk mengikuti istilah ns (nano second) seperti 80ns, 70ns, 60ns dan
sebagainya. Semakin kecil nilainya maka kecepatan lebih tinggi. DRAM (dynamic
RAM) dan EDO RAM (extended data-out RAM) menggunakan SIMM. DRAM menyimpan bit
di dalam suatu sel penyimpanan (storage sell) sebagai suatu nilai elektrik
(electrical charge) yang harus di-refesh beratus-ratus kali setiap saat untuk
menetapkan (retain) data. EDO RAM sejenis DRAM lebih cepat, EDO memakan waktu
dalam output data, dimana ia memakan waktu di antara CPU dan RAM. Memori jenis
ini tidak lagi digunakan pada komputer akhir-akhir ini.
2.
Double Inline Memory Module (DIMM)
Berkapasitas 168 pin, kedua belah modul memori ini aktif, setiap permukaan
adalah 84 pin. Ini berbeda daripada SIMM yang hanya berfungsi pada sebelah
modul saja. Menyokong 64 bit penghantaran data. SDRAM (synchronous DRAM)
menggunakan DIMM. Merupakan penganti dari DRAM, FPM (fast page memory) dan EDO.
SDRAM pengatur (synchronizes) memori supaya sama dengan CPU clock untuk
pemindahan data yang lebih cepat. dan terdapat dalam dua kecepatan iaitu 100MHz
(PC100) dan 133MHz (PC133).
3.
RIMM (Rambus)
Dulu dikenali sebagai RDRAM. Adalah sejenis SDRAM yang dibuat oleh Rambus.
DRDRAM digunakan untuk CPU dari Intel yang berkecepatan tinggi. Pemindahan data
sama seperti DDR SDRAM tetapi mempunyai dua saluran data untuk meningkatkan
kemampuan. Juga dikenali sebagai PC800 yang kerkelajuan 400MHz. Beroperasi
dalam bentuk 16 bit bukan 64 bit. Pada saat ini terdapat DRDRAM berkecepatan
1066MHz yang dikenal dengan RIMM (Rambus inline memory module). DRDRAM model
RIMM 4200 32-bit menghantar 4.2gb setiap saat pada kecepatan 1066MHZ.
Berdasarkan jumlah pin : 30 pin, 72 pin, 168 pin. Berdasarkan
kecepatannya (nanosecond)
RAM terdiri dari sekumpulan chip. Chip-chip ini mampu untuk menampung:
1.
Data untuk diproses.
2.
Instruksi atau program, untuk memproses data.
3.
Data yang telah diproses dan menunggu untuk dikirim ke
output device, secondary storage atau juga communication device.
4.
Instruksi sistem operasi yang mengontrol fungsi-fungsi
dasar dari sistem Komputer.
Semua data dan program yang dimasukkan lewat alat input akan disimpan
terlebih dahulu di main memory, khususnya di RAM yang merupakan memori yang
dapat di akses, artinya dapat diisi dan diambil isinya oleh programmer.
Pengertian dan Fungsi Cache Memory
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:
a.
Mempercepat Akses data pada
komputer
b.
Meringankan kerja prosessor
c.
Menjembatani perbedaan kecepatan
antara cpu dan memory utama.
d.
Mempercepat kerja memory
B. Cara Kerja 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
a.
Terdapat di dalam Processor (on chip
),Cache internal diletakkan dalam prosesor sehingga tidak memerlukan bus
eksternal, maka waktu aksesnya akan sangat cepat sekali.
b.
Terdapat diluar Processor(off
chip), Berada pada MotherBoard memori jenis ini kecepatan aksesnya sangat
cepat,meskipun tidak secepat chache memori jenis pertama
C. Prinsip-Prinsip Cache Memori
Cache memori ditujukan untuk memberikan
kecepatan memori yang mendekati kecepatan memori tercepat yang bisa diperoleh,
sekaligus memberikan ukuran memori yang besar dengan harga yang lebih murah
dari jenis-jenis memori semikonduktor. Konsepnya adalah sebagai berikut :
Terdapat memori utama yang relatif lebih
besar dan lebih lambat dan cache memory yang berukuran lebih kecil dan lebih
cepat. Cache berisi salinan sebagian memori utama. Pada saat CPU membaca sebuah
word memory, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word itu
terdapat pada cache. Bila sudah ada, maka word akan dikirimkan ke CPU.
Sedangkan bila tidak ada, blok memori utama yang terdiri dari sejumlah word
yang tetap akan dibaca ke dalam cache dan kemudian akan dikirimkan ke CPU.
1.
Elemen-elemen
Rancangan Cache
Walaupun terdapat banyak implementasi
cache, hanya terdapat sedikit elemen-elemen dasar rancangan yang dapat
mengklasifikasikan dan membedakan arsitektur cache. Adapun elemen yang akan
dibahas pada subbab ini adalah elemen pertama yaitu ukuran cache. Semakin besar
cache maka semakin besar jumlah gate yang terdapat pada pengalamatan cache.
Akibatnya adalah cache yang berukuran besar cenderung untuk lebih lambat
dibanding dengan cache berukuran kecil (walaupun dibuat dengan teknologi
rangkaian terintegrasi yang sam adan pitaruh pada tempat pada keping dan board
yang sama. Kinerja cache juga sangat sensitif terhadap sifat beban kerja, maka
tidaklah mungkin untuk mencapai ukuran cache yang ‘optimum’.
2.
Fungsi Pemetaan
(Mapping)
Karena saluran cache lebih sedikit
dibandingkan dengan blok memori utama, diperlukan algoritma untuk pemetaan
blok-blok memori utama ke dalam saluran cache. Selain itu diperlukan alat untuk
menentukan blok memori utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan
fungsi pemetaan akan menentukan bentuk organisasi cache. Dapat digunakan tiga
jenis teknik, yaitu sebagai berikut :
a. Pemetaan Langsung
(Direct Mapping)
Pemetaan ini memetakan masing-masing blok
memori utama hanya ke satu saluran cache saja. Jika suatu block ada di
cache, maka tempatnya sudah tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah
sederhana dan murah. Sedangkan kerugian dari direct mapping adalah suatu blok
memiliki lokasi yang tetap (Jika program mengakses 2 block yang di map ke line
yang sama secara berulang-ulang, maka cache-miss sangat tinggi).
b. Pemetaan Asosiatif
(Associative Mapping)
Pemetaan ini mengatasi kekurangan pemetaan
langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke
sembarang saluran cache. Dengan pemetaan asosiatif, terdapat fleksibilitas
penggantian blok ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan
asosiatif yang utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk
menguji tag seluruh saluran cache secara paralel, sehingga pencarian data di
cache menjadi lama
c. Pemetaan Asosiatif Set
(Set Associative Mapping)
Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam
sejumlah sets. Setiap set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set
memanfaatkan kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan
asosiati
3.
Jumlah Cache
a. Cache Satu Tingkat VS Cache Dua Tingkat
Dengan meningkatkan kepadatan logik, telah
memungkinkan menempatkan cahce pada keping yang sama seperti processor: the
on-chip cache. Dibandingkan dengan suatu cache yang dapat dijangkau via bus
eksternal, on-chip cache mengurangi aktivitas bus eksternal processor dan
akibatnya meningkatkan waktu eksekusi dan meningkatkan kinerja sistem secara
keseluruhan.
Memori yang bernama L1 Cache ini adalah
memori yang terletak paling dekat dengan prosesor (lebih spesifik lagi: dekat
dengan blok CU [Control Unit]). Penempatan Cache di prosesor dikembangkan sejak
PC i486. Memori di tingkat ini memiliki kapasitas yang paling kecil (hanya
16KB), tetapi memiliki kecepatan akses dalam hitungan nanodetik (sepermilyar
detik). Data yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan
paling sering diakses. Biasanya data di sini adalah data yang telah diatur
melalui OS (Operating System) menjadi Prioritas Tertinggi (High Priority).
Memori L2 Cache ini terletak terletak di
MotherBoard (lebih spesifik lagi: modul COAST : Cache On A STick. Bentuk khusus
dari L2 yang mirip seperti Memory Module yang dapat diganti-ganti tergantung
motherboardnya). Akan tetapi ada juga yang terintegrasi langsung dengan
MotherBoard, atau juga ada yang terintergrasi dengan Processor Module. Di L2
Cache ini, kapasitasnya lebih besar dari pada L1 Cache. Ukurannya berkisar
antara 256KB—2MB. Biasanya, L2 Cache yang besar diperlukan di MotherBoard untuk
Server. Kecepatan akses sekitar 10ns.
D. Oganisasi Chace pada Pentium 4 dan power PC
Organisasi cache pentium
4
Evolusi: organisasi
cache dilihat dengan jelas di dalam evolusi mikroprosesor intel 80386 tidak
mencakup suatu cache on-chip. 80486 meliputi cache on-chip tunggal 8 kbyte,
menggunakan ukuran baris 16 byte dan suatu organisasi asosiatif set empat ara.
Semua prosesor pentium meliputi dua cache on-chip L1, satu untuk data dan satu
untuk instruksi. Untuk pentium 4, cache data L1 adalah 8 kbyte, menggunakan
ukuran baris 64 byte dan suatu organisasi asosiatif set empat arah.
Organisasi Cache power
PC
Organisasi cache power
PC telah meningkatkan secara menyeluruh arsitektur dari kelompok power PC,
mencerminkan kemudahan kinerja yang mengarahkan kekuatan bagi semua perancang
mikroprosesor.
sumber:
http://jenismemoriutamaramdipasaran.blogspot.com/
http://kholifajja.blogspot.co.id/2015/03/sejarah-perkembangan-dan-jenis-jenis_22.html
http://gatangandika.wordpress.com/2013/09/30/prinsip-prinsip-elemen-cache-memory/
http://mampemanurung.blogspot.com/2013/11/perbedaan-organisasi-komputer.html