MEMOR - 4 : Memori Cache

Memori yang ideal adalah yang memiliki kecepatan tinggi, ukuran kapasitas besar dan harganya murah. Memori yang sangat cepat dapat diimplementasikan jika menggunakan SRAM. Tapi chip ini sangat mahal karena satu selnya memerlukan 6 transistor. Dengan alasan biaya, tidak praktis membuat memori yang besar dengan menggunakan chip SRAM. Sebagai alternatifnya mengunakan chip DRAM, yang memiliki sel dasar yang lebih sederhana sehingga lebih murah. Namun demikian memori ini memiliki kekurangan yaitu jauh lebih lambat.

Walaupun memori dinamik yang berukuran ratusan megabyte dapat diimplementasikan dengan harga yang wajar, ukurannya masih terlalu kecil dibandingkan dengan kebutuhan program yang besar dengan data yang besar pula. Solusinya adalah dengan menyediakan memori sekunder, umunya magnetik disk, untuk mengimplementasikan ruang memori yang besar. Disk ukuran besar dengan ukuran yang wajar banyak digunakan dikomputer peribadi saat ini. Namun demikian, kecepatannya lebih rendah dibandingkan dengan unit memori semikonduktor.

Dapat disimpulakan bahwa memori denga ukuran besar dan relatif murah dapat menggunakan teknologi magnetik disk. Memori ukuran cukup besar, yaitu memori utama dapat dibuat dengan teknologi dynamic RAM. Sementara SRAM digunakan untuk memori yang lebih kecilyang memerlukan kecepatan tinggi, seperti memori cache.

semua jenis memori tersebut saat ini digunakan pada komputer modern. Seluruh memori komputer dapat digambarkan secara hirarki, akses yang paling cepat terhadap data adalah register prosesor. Dalam hal kecepatan, memori register memiliki kecepatan paling tinggi. Berkutnya adalah memori cache yang menyimpan intruksi dan data yang sering dieksekusi oleh prosesor. Mekanisme penyimpanan data dimemori cache memiliki metode tersendiri. Program yang sedang dieksekusi oleh prosesor disimpan dalam memori yang lebih bsear. Memori cache terdiri dari beberapa hirarki. Cache memori yang utama atau memori level 1 (Ll) terletak dalam chip prosesor. Cache skunder terletak antara cache utama dengan memori utama. Cache ini dinamakan cache level 2 (L2). Cache L2 biasanya diimplementasikan menggunakan chip SRAM. Level berikutnya adalah memori utama. Memori ini diimplementasikan menggunakan dynamic RAM. Terakhir memori disk yang memiliki ukuran yang besar dengan kecepatan yang relatif lebih rendah dibanding memori utama.

Memori Cache
Keceptan memori utama sangat lambat dibandingkan dengan prosesor modern. Umtuk kinerja yang lebih baik, prosesor tidak dapat menunggu untuk akses intruksi dan data dari memori utama karena memakan waktu yang lebih banyak. Karena itu, penting untuk merancang skema yang mengurangi waktu akses informasi yang diperlukan. Karena kecepatan memori utama terbatas oleh keterbatasan komponen, solusinya adalah dengan menggunkan arsiteksur lain. Solusi yang efesien adalah menggunkan memori cache kecepatan tinggi yang  memungkinkan memori utama seperti lebih cepat diakses oleh prosesor.

Intruksi-intruksi yang sering digunakan oleh prosesor disimpan dalam memori cache sehingga tidak perlu mengakses lansung kedalam memori utama. Cara seperti ini akan meningkatkan kecepatan proses menjalankan intruksi.

Pada saat program mengacu pada lokasi dalam block tersebut, isi lokasi tersebut dibaqca lansung dari cache tidak harus dari memori. Biasanya, cache memiliki ukuran dengan besar tertentu yang lebih kecil dari memori utama.

Bagi prosesor tidak perlu tahu tentang keberadaan cache. Prosesor seolah-olah mengakses intruksi dan data dari memori utama. Pada saat prosesor melakukan operasi baca atau tulis, rangkaian pengatur cache yang mnentukan pakah data/intruksi yang dituju saat ini terdapa dalam cache. Jika iya, maka operasi dilakukan dalam lokasi memori cache. Pada operasi baca, memori utama benar-benar tidak terlibat. Untuk operasi tulis, sistem dapat memproses dengan dua cara. Pada teknik pertama, disebut protokol tulis-lansung (write-through), lokasi cache dan memori utama diperbaharui secara bersamaan. Teknik kedua hanya mengubah lokasi cache dan memberi tanda dengan tanda tertentu, sering disebut bit yang dimodifikasi (modified bit). Lokasi memori utama diperbaharui kemudian, pada saat blok yang diubah diambil dari cache. Teknik ini dinamakan protokol tulis balik (werite-back), atau copy-back.

Itulah bagian-bagian penting yang terdapat dalam pembahasan memori kali.
Semoga bermanfaat :)