Pengertian Memory Internal
Memory Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor.
Memori internal memiliki fungsi sebagai pengingat. Dalam hal ini yang disimpan
di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Secara lebih rinci,
fungsi dari memori utama adalah : Menyimpan data yang berasal dari peranti
masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses
Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran
Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti
pengingat sekunder.
1. Cache Memory L1, L2, L3 (Fungsi,
Pengertian, Perbedaan)
Pengertian Memori Cache
Definisi Cache
Cache adalah memori yg lebih kecil, lebih cepat yang menyimpan salinan data
dari yang paling sering digunakan memori utama lokasi.
Fungsi Cache
Cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache
menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga
meringankan kerja processor.
Cache beasal 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 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.
Level Memori Cache
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 level 2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut
dengan cache eksternal.
·
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.
·
L1 CACHE, L2 CACHE, L3 CACHE
·
L1 dan L2 Cache adalah memori sementara pada
processor. Jadi ketika komputer dimatikan, maka ingatan yang ada pada processor
pun akan hilang. L1 dan L2 mempunyai fungsi dan perbedaan, diantaranya adalah.
a.
Fungsi Cache L1, L2, dan L3
o Fungsi Cache L1:
Sejumlah kecil
SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi atau satu paket di
dalam modul yang sama pada prosesor. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang
sama pada prosesor. Berguna untuk menyimpan secara sementara instruksi dan
data, dan memastikan bahwa prosesor memiliki supply data yang stabil untuk
diproses sementara memori mengambil dan menyimpan data baru.
o Fungsi Cache L2:
Fungsinya sama dengan L1 Cache, L2 Cache dikenal juga dengan nama secondary
cache, adalah memory yang memiliki urutan kecepatan kedua (tipe memori yang
paling cepat adalah L1 Cache) yang disediakan untuk mikroprosesor.
o Fungsi Cache L3 :
L3 cache memori khusus yang bekerja tangan-di-tangan dengan L1 dan L2 cache
untuk meningkatkan kinerja komputer. L1, L2 dan L3 cache yangpemrosesan
komputer unit ( CPU ) cache, ayat-ayat jenis lain dalam sistem cache seperti
hard disk cache
b.
Perbedaan L1 cache, L2 cache, L3
cache adalah :
1. Cache L1 adalah memori yang utama
Kecepatannya sama dengan kecepatan processor
2.
Cache L2 adalah memori yang kedua (sekunder)
Kecepatannya dibawah kecepatan Cache L1
3. Cache L3 memiliki kapasitas lebih besar dari
Cache L2
Lebih lambat dari Cache L2 tetapi lebih cepat
dari memori utama (L1)
Letak Cache Memory
·
L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak
L1 cache sudah menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping
prosesor).
·
L2 cache, ada yang menyatu dengan chip prosesor, ada
pula yang terletak di luar chip prosesor, yaitu di motherboard dekat dengan
posisi dudukan prosesor. Pada era prosesor intel 80486 atau sebelumnya, letak
L2 cache kebanyakan berada di luar chip prosesor. Chip cache terpisah dari
prosesor, berdiri mandiri dekat chip prosesor. Sejak era prosesor Intel
Pentium, letak L2 cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu
dengan keping prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cache dengan
memori utama (RAM).
·
L3 cache belum diimplementasikan secara umum pada
semua jenis prosesor. Hanya prosesor-prosesor tertentu yang memiliki L3 cache.
Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory
non integrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah).
Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory
integrated, on-chip, atau on-die (integrated artinya bersatu/menyatu/
tergabung, on-chip artinya ada pada chip).
L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first
cache, atau level one cache.
L2 cache disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau
level two cache.
Kecepatan Cache Memory
Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan
L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register.
L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache
tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang
diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya
paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada
beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua
bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.
Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor
dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari
pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar
dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang
128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya.
Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta
byte (ratusan mega byte).
Prioritas Penyimpanan Dan Pengambilan Data
Dalam mekanisme kerjanya, data yang akan diproses oleh prosesor, pertama
kali dicari di L1 cache, bila tidak ada maka akan diambil dari L2 cache,
kemudian dicari di L3 cache (bila ada). Jika tetap tidak ada, maka akan dicari
di memori utama. Pengambilan data di L2 cache hanya dilakukan bila di L1 cahe
tidak ada.
Jika isi cache penuh, data yang paling lama akan dibuang dan digantikan
oleh data yang baru diproses oleh prosesor. Proses ini dapat menghemat waktu
dalam proses mengakses data yang sama, dibandingkan jika prosesor
berulang-ulang harus mencari data ke memori utama.
Secara logika, kapasitas cache memory yang lebih besar dapat membantu
memperbaiki kinerja prosesor, setidak-tidaknya mempersingkat waktu yang
diperlukan dalam proses mengakses data.
Cara Kerja Memori Cache
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.
Struktur System Cache
Memori utama terdiri dari sampai dengan 2n word beralamat, dengan
masing-masing word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan,
memori ini dinggap terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word
masing-masing bloknya. Dengan demikian, ada M = 2n/K blok. Cache terdiri dari C
buah baris yang masing-masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih
sedikit dibandingkan dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di
setiap saat, beberapa subset blok memori berada pada baris dalam cache. jika
sebuah word di dalam blok memori dibaca, blok itu ditransfer ke salah satu
baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila dibanding dengan baris,
maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk dipersempahkan ke
blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian dari alamat
memori utama.
2. Dynamic RAM
Random akses memori dinamis (DRAM) merupakan jenis random
akses memori yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam
satu sirkuit terpadu. Karena kapasitornya selalu bocor, informasi yang
tersimpan akhirnya hilang kecuali kapasitor itu disegarkan secara berkala. Ada
beberapa jenis Dynamic RAM yaitu :
a. FPM DRAM (Fast Page Mode Random Access Memory)
Adalah
RAM yang paling pertama kali ditancapkan pada slot memori 30 pin mainboard
komputer, dimana RAM ini dapat kita temui pada komputer type 286 dan 386.
Memori jenis ini sudah tidak lagi diproduksi.
b. EDO RAM ( Extended Data Out Random Access Memory)
RAM
jenis ini memiliki kemampuan yang lebih cepat dalam membaca dan mentransfer
data dibandingkan dengan RAM biasa. Slot memori untuk EDO – RAM adalah 72 pin.
Bentuk EDO-RAM lebih panjang daripada RAM yaitu bentuk Single Inline Memory
Modul (SIMM). Memiliki kecepatan lebih dari 66 Mhz.
c. BEDO RAM (Burst EDO RAM)
RAM
yang merupakan pengembangan dari EDO RAM yang memiliki kecepatan lebih dari 66
MHz.
d. SD RAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)
RAM
jenis ini memiliki kemampuan setingkat di atas EDO-RAM. Slot memori untuk SD
RAM adalah 168 pin. Bentuk SD RAM adalah Dual Inline Memory Modul (DIMM).
Memiliki kecepatan di atas 100 MHz.
e. RD RAM (Rambus Dynamic Random Access Memory)
RAM
jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi, pertama kali digunakan untuk
komputer dengan prosesor Pentium 4. Slot Memori untuk RD RAM adalah 184 pin.
Bentuk RD RAM adalah Rate Inline Memory Modul (RIMM). Memiliki kecepatan hingga
800 MHz.
f. DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM)
RAM
jenis ini memiliki kecepatan sangat tinggi dengan menggandakan kecepatan SD
RAM, dan merupakan RAM yang banyak beredar saat ini. RAM jenis ini mengkonsumsi
sedikit power listrik. Slot Memori untuk DDR SDRAM adalah 184 pin, bentuknya
adalah RIMM.