Memori IAS terdiri atas 1.000 lokasi penyimpanan yang disebut word. Word terdiri atas
40 binary digit (bit). Data maupun instruksi disimpan dalam memori ini, sehingga data maupun
instruksi harus dikodekan dalam bentuk biner. Format memori terlihat pada gambar 2.2. Setiap
bilangan terdiri atas sebuah bit tanda dan 39 bit nilai. Sebuah word terdiri atas 20 bit instruksi
dengan masing – masing 8 bit kode operasi (op code) dan 12 bit alamat.
Struktur detail komputer IAS disajikan dalam gambar 2.3. Gambar ini menjelaskan
bahwa baik unit kontrol maupun ALU berisi lokasi – lokasi penyimpanan, yang disebut register,
yaitu :
• Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau
digunakan untuk menerima word dari memori.
• Memory Address Register (MAR), untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan
dari MBR atau dibaca oleh MBR.
• Instruction Register (IR), berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.
• Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi sebelah
kanan word di dalam memori.
• Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
• Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan sementara
operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah
bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit
lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ.
IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus instruksi. Komputer IAS memiliki 21
instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini :
• Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU atau antara
dua register ALU sendiri.
• Unconditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan tanpa syarat tertentu.
• Conditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu
agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.
10
• Arithmetic, kumpulan operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.
• Address Modify, instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi
sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.
Instruction register
Dalam komputer, sebuah register instruksi adalah bagian dari unit kontrol CPU yang menyimpan instruksi yang sedang dieksekusi atau diterjemahkan. Dalam prosesor sederhana setiap instruksi yang dijalankan dimuat ke register instruksi yang memegang itu ketika sedang decode, disusun dan akhirnya dieksekusi, yang dapat mengambil beberapa langkah.
prosesor yang lebih rumit menggunakan pipa dari register instruksi dimana setiap tahap pipa tidak bagian dari persiapan, decoding atau eksekusi dan kemudian meneruskannya ke tahap berikutnya untuk langkah tersebut. prosesor modern bahkan dapat melakukan beberapa langkah keluar dari urutan yang decoding pada beberapa instruksi dilakukan secara paralel.
Decoding opcode di register instruksi meliputi penentuan instruksi, menentukan mana operan perusahaan dalam memori, saat mengambil operan dari memori, mengalokasikan sumber daya prosesor untuk mengeksekusi perintah (dalam prosesor superscalar), dll.
Bagian-bagian yang termasuk dalam system register di Atas adalah:
1.CPU
CPU merupakan bagian fungsional yang utama dari sebuah sistem komputer, dapat dikatakan bahwa CPU merupakan otak dari sebuah komputer. Di dalam CPU inilah semua kerja komputer dilakukan.
Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah:
1. Membaca, mengkodekan dan mengeksekusi instruksi program
2. Mengirim data dari dan ke memori, serta dari dan ke bagian input/output.
3. Merespon interupsi dari luar.
menyediakan clock dan sinyal kontrol kepada sistem.
Dalam melakukan hal-hal di atas, jelas CPU perlu menyimpan data untuk sementara waktu. CPU perlu mengingat lokasi instruksi terakhir sehingga CPU akan dapat mengambil instruksi berikutnya. CPU perlu menyimpan instruksi dan data untuk sementara waktu pada saat instruksi sedang dieksekusi.Dengan kata lain, CPU memerlukan memori internal berukuran kecil yang disebut Register.
Arithmetic and Logic Unit (ALU) berfungsi membentuk operasi-operasi aritmatika dan logic terhadap data Register menyimpan data sementara dan hasil operasi ALU.
Control unit menghasilkan sinyal,, yang akan mengontrol operasi ALU, dan pemindahan data ke ALU atau dari ALU.
2.PIPA REGISTER INTRUKSI
Sebuah pipa register instruksi adalah teknik yang digunakan dalam perancangan komputer dan perangkat elektronik digital untuk meningkatkan throughput instruksi mereka (jumlah instruksi yang dapat dieksekusi dalam satu unit waktu).
Ide dasarnya adalah untuk membagi pemrosesan instruksi komputer menjadi serangkaian langkah-langkah independen, dengan penyimpanan pada akhir setiap langkah. Hal ini memungkinkan sirkuit kontrol komputer untuk mengeluarkan instruksi pada tingkat pengolahan langkah lambat, yang jauh lebih cepat dari waktu yang dibutuhkan untuk melakukan semua langkah sekaligus. Pipa merujuk pada kenyataan bahwa setiap langkah yang membawa data sekaligus (seperti air), dan setiap langkah terhubung ke berikutnya (seperti link dari pipa.)
Asal pipelining dianggap baik ILLIAC II proyek atau IBM Stretch proyek meskipun versi sederhana yang digunakan sebelumnya dalam Z1 pada tahun 1939 dan Z3 tahun 1941.
IBM Stretch Proyek mengusulkan istilah, "Ambil, Decode, dan Jalankan" yang menjadi penggunaan umum.
Paling modern CPU digerakkan oleh jam. CPU internal terdiri dari logika dan mendaftar ( sandal jepit ). Ketika sinyal clock tiba, sandal jepit mengambil nilai baru mereka dan logika kemudian memerlukan periode waktu tertentu untuk memecahkan kode nilai-nilai baru. Kemudian pulsa clock berikutnya tiba dan sandal jepit lagi mengambil nilai baru, dan sebagainya. Dengan melanggar logika menjadi potongan kecil dan memasukkan sandal jepit antara potongan-potongan logika, penundaan sebelum logika memberikan output yang valid berkurang. Dengan cara ini jam periode dapat dikurangi. Misalnya, pipa RISC klasik ini dibagi menjadi lima tahap dengan satu set sandal jepit di antara setiap tahap.
1. Instruksi mengambil
2. Instruksi decode dan mendaftar mengambil
3. Melaksanakan
4. Memori akses
5. Pendaftaran menulis kembali
Ketika seorang programmer (atau kompilator) menulis kode assembly, mereka membuat asumsi bahwa setiap instruksi dieksekusi sebelum pelaksanaan instruksi berikutnya dimulai.Asumsi ini diremehkan oleh pipelining. Ketika ini menyebabkan sebuah program untuk berperilaku salah, situasinya dikenal sebagai bahaya. Berbagai teknik untuk memecahkan bahaya seperti jasa dan mengulur-ulur ada.
Sebuah arsitektur non-pipa tidak efisien karena komponen CPU beberapa (modul) yang diam sementara modul lain sedang aktif selama siklus instruksi. Pipelining tidak sepenuhnya membatalkan waktu idle dalam CPU, tetapi membuat mereka bekerja modul secara paralel meningkatkan pelaksanaan program secara signifikan.
Prosesor dengan pipelining diatur dalam ke dalam tahap yang dapat semi-independen bekerja pada pekerjaan yang terpisah. Setiap tahap disusun dan dihubungkan ke dalam 'rantai' sehingga output setiap tahap adalah makan untuk tahap lain sampai pekerjaan selesai. Organisasi ini prosesor memungkinkan waktu proses keseluruhan secara signifikan berkurang.
Sebuah pipa lebih berarti bahwa ada tahapan lebih dalam pipa, dan karena itu, gerbang logika lebih sedikit dalam setiap tahap. Hal ini umumnya berarti frekuensi prosesor dapat ditingkatkan sebagai waktu siklus diturunkan. Hal ini terjadi karena ada komponen yang lebih sedikit dalam setiap tahapan pipa, sehingga delay propagasi menurun untuk tahap secara keseluruhan.
Sayangnya, tidak semua instruksi yang independen. Dalam pipa yang sederhana, menyelesaikan instruksi mungkin membutuhkan 5 tahap. Untuk beroperasi pada kinerja penuh, pipa ini akan perlu menjalankan 4 instruksi independen mendatang, sementara yang pertama adalah menyelesaikan. Jika 4 instruksi yang tidak tergantung pada output dari instruksi pertama tidak tersedia, logika kontrol pipa harus memasukkan kios atau siklus clock terbuang ke dalam pipa sampai ketergantungan teratasi. Untungnya, teknik seperti forwarding secara signifikan dapat mengurangi kasus-kasus di mana mengulur-ulur diperlukan. Sementara pipelining dapat dalam kinerja teori meningkat seiring inti unpipelined dengan faktor jumlah tahap (dengan asumsi frekuensi clock juga timbangan dengan jumlah tahap), pada kenyataannya, kode yang paling tidak memungkinkan untuk eksekusi idea.
3.OPCODE
Dalam ilmu komputer , sebuah opcode (kode timbangkan op) adalah bagian dari sebuah bahasa mesin instruksi yang menentukan operasi yang akan dilakukan. spesifikasi mereka dan format yang ditetapkan dalam set instruksi arsitektur prosesor yang bersangkutan (yang mungkin seorang jenderal CPU atau unit pengolahan khusus lebih). Terlepas dari opcode sendiri, instruksi biasanya juga memiliki satu atau lebih penspesifikasi untuk operan (data yaitu) di mana operasi harus bertindak, meskipun beberapa operasi mungkin memiliki operanimplisit, atau tidak sama sekali. Ada instruksi set dengan bidang hampir seragam dan operan untuk opcode specifier, serta yang lain (yang x86 arsitektur misalnya) dengan panjang bervariasi rumit struktur, lebih.
Tergantung pada arsitektur, operan dapat mendaftarkan nilai, nilai dalam stack , lain memori nilai, I / O port, dll, ditetapkan dan diakses menggunakan lebih atau kurang kompleks mode pengalamatan . Jenis operasi meliputi aritmatika , menyalin data, operasi logis , dan kontrol program, serta instruksi khusus (seperti CPUID dan lain-lain).
Opkode juga dapat ditemukan dalam yang disebut kode byte dan representasi lain yang dimaksudkan untuk penerjemah software daripada perangkat keras. Ini perangkat lunak berbasis set instruksi sering menggunakan data yang sedikit lebih tinggi tingkat jenis dan operasi dari rekan-rekan sebagian besar perangkat keras, tetapi tetap dibangun di sepanjang garis yang sama. Contoh termasuk bahasa pemrograman Java 's Java Virtual Machine (JVM), kode byte yang digunakan dalam GNU Emacs untuk dikompilasi LISP kode, BERSIH. Common Intermediate Language , dan banyak lainnya.
Tahun 1946, von Neumann dan rekan-rekannya mulai melakukan perancangan stored-program komputer baru, dikenal sebagai komputer IAS. Struktur umum komputer IAS terdiri dari :
- Memori utama, yang menyimpan baik data maupun instruksi-instruksi dalam bentuk biner.
- ALU yang memiliki kemampuan mengoperasikan data biner.
- Control Unit, yang melakukan intepretasi instruksi-instruksi di dalam memori dan menyebabkan instruksi tersebut dieksekusi.
- Peralatan I/O yang dioperasikan oleh Control Unit.
Gambar. 1 Struktur Komputer IAS
Memori IAS terdiri dari 1000 lokasi penyimpan, yang disebut word, yang masing-masing terdiri dari 40 binary digit (bit). Baik data maupun instruksi disimpan di sini. Sehingga bilangan harus dinyatakan dalam bentuk biner, dan instruksi juga harus berupa kode biner.
Gambar. 2. Format Memori IAS
Gambar 2 menjelaskan format-format tersebut :
- Setiap bilangan dinyatakan oleh sebuah bit tanda dan 39 bit nilai
- Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi, dengan masing-masing instruksi
terdiri dari 8-bit kode operasi (op code) yang menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang menandai salah satu word di dalam memori (bilangan dari 0 hingga 999).
- Control unit mengoperasikan IAS dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori dan mengeksekusinya sekaligus.
ALU merupakan singkatan dari Arithmetic Logic Unit dan terdiri dari 4 komponen, yaitu :
- Akumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), yang digunakan untuk menyimpan sementara ' operand dan hasil operasi ALU. Misalnya, hasil perkalian dua buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti disimpan di dalam AC, dan 40 bit yang kurang berarti disimpan di MQ.
- Memory Buffer Register : berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori
- Arithmetic-Logic Circuits
Sedangkan komponen yang ada di dalam control unit adalah :
- Memory Address Register (MAR): Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca ke MBR.
- Instruction Register (IR): Berisi instruksi 8-bit op code yang akan dieksekusi.
- Instruction Buffer Register (IBR): Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori.
- Program Counter (PC): Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.
- Control Circuits
Komputer IAS memiliki 21 buah instruksi yang dikelompokkan seperti berikut ini :
- Data transfer : memindahkan data di antara memori dengan register-register ALU atau antara dua register ALU
- Unconditional branch : biasanya control unit mengeksekusi instruksi-instruksi di dalam urutan memori. Urutan ini dapat diubah dengan instruksi pencabangan yang memudahkan operasi repetitif
- Conditional branch : cabang dapat diubah tergantung pada suatu persyaratan, jadi memungkinkan titik-titik keputusan
- Arithmetic : operasi yang dibentuk oleh ALU
- Address modify : memungkinkan alamat-alamat untuk dikomputasi dalam ALU dan kemudian disisipkan ke dalam instruksi-instruksi yang disimpan di dalam memori. Hal ini memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program. Struktur komputer IAS inilah yang menjadi dasar pengembangan komputer-komputer pada era selanjutnya.
Instruksi IAS Set
Pengajaran
Jenis
Opcode Simbolis
Perwakilan
Deskripsi
Transfer data 00001010
00001001
00100001
00000001
00000010
00000011
00000100 LOAD MQ
LOAD MQ, M (X)
Stor M (X)
LOAD M (X)
LOAD-M (X)
LOAD | M (X) |
LOAD - | M (X) | Transfer isi register MQ ke AC akumulator
Transfer isi lokasi memori X untuk MQ
Transfer isi akumulator ke memori lokasi X
Transfer M (X) ke akumulator
Transfer-M (X) ke akumulator
Transfer absolut nilai M (X) ke akumulator
Transfer - | M (X) | ke akumulator
Cabang tak bersyarat
00001101
00001110 JUMP M (X, 0:19)
JUMP M (X, 20:39) Mengambil instruksi berikutnya dari kiri setengah dari M (X)
Mengambil instruksi berikutnya dari kanan setengah dari M (X)
Cabang Bersyarat
00001111
00010000 JUMP + M (X, 0:19)
JUMP + M (X, 20:39) Jika nomor di akumulator nonnegatif, mengambil instruksi berikutnya dari kiri setengah dari M (X)
Jika nomor di akumulator nonnegatif, mengambil instruksi berikutnya dari kanan setengah dari M (X)
Hitung 00000101
00000111
00000110
00001000
00001011
00001100
00010100
00010101 ADD M (X)
ADD | M (X) |
SUB M (X)
SUB | M (X) |
MUL M (X)
DIV M (X)
LSH
RSH Tambahkan M (X) untuk AC, menempatkan hasilnya di AC
Tambahkan | M (X) | untuk AC, menempatkan hasilnya di AC
Kurangi M (X) dari AC; menempatkan hasilnya di AC
Kurangi | M (X)} dari AC, menempatkan sisanya di AC
Multiply M (X) oleh M (Q); bit yang paling signifikan menempatkan hasil di AC, menempatkan signifikan bit kurang dalam M (Q)
Bagi AC oleh M (X); menempatkan quotient di MQ dan sisanya di AC
akumulator Kalikan dengan 2 (yaitu, bergeser ke kiri satu posisi bit)
Bagi akumulator oleh 2 (yaitu, bergeser ke kanan satu posisi bit)
Alamat memodifikasi 00010010
00010011 Stor M (X, 8:19)
Stor M (X, 28:39) Ganti kiri field alamat di M (X) dengan 12-bit yang paling kanan AC
Ganti alamat kanan lapangan di M (X) dengan 12-bit yang paling kanan AC
Arti istilah cache adalah tempat menyembunyikan. Berasal dari kata cash, dipergunakan
untuk meningkatkan kecepatan transfer data baik secara sementara maupun permanen. Suatu tempat untuk menyimpan sesuatu secara sementara, mekanisme untuk mempercepat transfer data dengan cara menyimpan data yang telah diakses di suatu buffer, dengan harapan jika data yang sama akan diakses, akses akan menjadi lebih cepat. Dalam Internet sebuah proxy cache dapat mempercepat proses browsing dengan cara menyimpan data yang telah diakses di
komputer yang berjarak dekat dengan komputer pengakses.
Jika kemudian ada user yang mengakses data yang sama, proxy cache akan mengirim data tersebut dari cache-nya, bukan dari tempat yang lama diakses. Dengan mekanisme HTTP, data yang diberikan oleh proxy selalu data yang terbaru, karena proxy server akan selalu
mencocokkan data yang ada di cache-nya dengan data yang ada di server luar.
Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi
yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya
memiliki kecepatan jauh lebih rendah. Penggunaan cache ditujukan untuk meminimalisir
terjadinya bottleneck dalam aliran data antara processor dan RAM. Sedangkan dalam
terminologi software, istilah ini merujuk pada tempat penyimpanan sementara untuk beberapa
file yang sering diakses (biasanya diterapkan dalam network)
Arti istilah Cache memory adalah Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan
tinggi dan lebih mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan
register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utamatetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cachememory ini akan meningkatkan kinerja sistem.
Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, danbeberapa komponen lainnya. Seperti halnya RAM, lebih banyak cache memory adalah lebih
baik, akan tetapi biasanya cache pada CPU dan hard drive tidak dapat diupgrade menjadi
lebih banyak.
Contoh yang dapat dilihat misalnya adalah:
pada CPU Pentium II terdapat 512 KiloByte cache, dan pada hard drive IBM 9LZX SCSI
terdapat 4 MegaBytes cache. Seperti halnya RAM, pada umumnya data akan dilewatkan dulu
pada cache memory sebelum menuju komponen yang akan menggunakannya (misalnya CPU).
Selain itu cache memory menyimpan pula sementara data untuk akses cepat. Kecepatan cache
memory juga menjadi unsur yang penting.
Sebagai contoh, CPU Pentium II memilki cache sebesar 12 k, dan CPU Celeron memiliki cachesebesar 128 k, akan tetapi cache pada Pentium II berjalan pada 1/2 kali kecepatan CPU,
sementara cache pada Celeron berjalan dengan kecepatan sama dengan kecepatan CPU. Hal ini
merupakan tradeoff yang membuat kecepatan Celeron dalam hal-hal tertentu kadang-kadang
malah bisa mengalahkan Pentium II.
Arti istilah L1 Cache adalah 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.
Arti istilah L2 Cache adalah Umumnya terdiri dari chip SRAM yang terletak di dekat
prosesor, meskipun demikian, prosesor Athlon generasi terbaru memiliki L2-Cache on
chip. 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
Arti istilah southbridge adalah salah satu dari dua chip pada chipset yang mengontrol bus IDE,USB, dukungan Plug and Play, menjembatani PCI dan ISA, mengontrol keyboard dan mouse,fitur power management dan perangkat lain. Chip lainnya adalah Northbridge.
Salah satu dari dua chip pada chipset yang menghubungkan prosesor ke memori system dan bus
AGP dan PCI. Chip lainnya adalah Southbridge.
Pentium II
Cache memory Level 1 & Level 2 South bridge and Northbridge..
Spesifikasi Procix….
Intel Pentium II “Klamath”
Klamath (generasi pertama) diperkenalkan 7 mei 1997, 350 nano meter, speed : 233 Mhz, bus
speed : 66 Mhz.
7.500.000 transistor+31.000.000 dalam 512 kb L2 cache
Cache Level 1: 32 kb. Cache Level 2: 512 kb on catridge
Register internal 32 bit. Data bus eksternal 64 bit.
system bus ECC 64 bit L2 cache bus.
Memory adress bus 36 bit.Instruksi 57 instruksi MMX
Cache Memory…..
Memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal daripada memori utama. Cache memory ini ada diantara memori utama dan register pemroses, berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat ditingkatkan.
Cache Memory ini ada dua macam yaitu :
1. Cache Memory yang terdapat pada internal Processor , chace memory jenis ini kecepatan
aksesnya sangat tinggi, dan harganya sangat mahal. Hal ini bisa terlihat pada Processor yang
berharga mahal seperti P4,P3,AMD-Athlon dll, semakin tinggi kapasitas L1,L2 Chace memori
maka semakin mahal dan semakin cepat Processor.
2. Chace Memory yang terdapat diluar Processor, yaitu berada pada MotherBoard, memori jenis
ini kecepatan aksesnya sangat tinggi, meskipun tidak secepat chache memori jenis pertama
( yang ada pada internal Processor). Semakin besar kapasitasnya maka semakin mahal dan cepat.
Hal ini bisa kita lihat pada Motherboard dengan beraneka ragam kapasitas chace memory yaitu
256kb, 512kb, 1Mb, 2Mb dll.
Diagramx……
Chipsetx….
Intel 440 BX
Suport ke semua keluarga intel P6.
Suport dgn proci yg FSBx 100Mhz.
Suport tk overclocking.
Kecepatan bus 100 mhz.
North Bridge..! (82443BX)
Northbridge adalah Salah satu dari dua chipset pada chipset yang menghubungkan Procesor ke
memori sistem dan Bus AGP dan PCI.
South BRridge.! (82371EB-PIIX4E)
Salah satu dari dari dua chip pada chipset yang mengontrol Bus
IDE,USB,dukunganPnp,menjembatani PCI dan ISA, mengontrol keyboard dan mouse, fitur
power management de el el.
Pentium III
CacHe mEmoRy
• Cache memory adalah memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi, yang lebih mahal
daripada memori utama dan berisi salinan memori utama.
• Fungsi : agar pemroses tidak langsung mengacu pada memori utama agar kinerja dapat
ditingkatkan.
• Kerja cache adalah antisipasi terhadap permintaan data memori yang akan digunakan CPU.
• Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan memperlambat
proses operasi cache memori itu sendiri, disamping harga cache memori yang sangat mahal.
• Level-1 cache
• Level-2 cache
L1 CacHe
• First-Level (L1) CacheMemori yang bernama L1 Cache ini adalah memori yang terletak paling
dekat dengan prosesor.
• L1 cache yaitu sejumlah kecil SRAM memori yang digunakan sebagai cache yang terintegrasi
di dalam modul yang sama pada processor (L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada
processor ).
• Fungsi : untuk menyimpan secara sementara instruksi dan data serta memastikan processor
mempunyai suplay data yang stabil untuk diproses, sementara memori mengambil dan
menyimpan data baru.
• 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).
L2 CacHe
• Second-Level (L2) CacheMemori 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.
• Fungsi L2 cache sama dengan L1 cache.
• Di L2 Cache ini, kecepatan lebih rendah dari L1 cache namun 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.
Pentium IV
L1 L2 Cache
Pada rancangan prosesor terdahulu cache memori ini tidak diletakkan pada chip prosesor,
sehingga akses ke cache L2 lebih lambat daripada cache L1. Akan tetapi, waktu aksesnya lebih
cepat. Prosesor terbaru biasanya sudah mencaplok cache L2 ke dalam chip prosesor sehingga
mempercepat akses ke cache memory ini. Cache L2 bisa berkapasitas sampai 2 MB.
Biasanya, semakin besar memori cache semakin baik pula kinerja prosesor tersebut. Ini sebabnya
mengapa kinerja Intel Celeron lebih rendah dibandingkan lini Pentium walaupun memiliki
prosesor dengan cache L2 yang lebih kecil dibandingkan prosesor Intel Pentium dengan
frekuensi yang sama.
Terdapat beberapa level cache memory: Level 1, Level 2, dan Level 3. Akses ke Cache Level 1(Cache L1) jauh lebih cepat dibandingkan akses langsung ke RAM. Cache L1 biasanya diletakkan pada chip yang sama dengan prosesor ( on-die), sehingga mudah dipahami jika akses
ke cache jauh lebih cepat. Namun kapasitas Cache L1 ini terbatas. Pada prosesor Pentium 4 misalnya kapasitasnya hanya mencapai 128 KB. Pemecahannya adalah menambahkan cache baru, yang dinamakan cache level 2.
Intel Dual Core
Cache, Southbridge & Northbridge Dual core memiliki L2 2MB sampai 4MB. Yorkfield terbaru
dari base Penryn memiliki L2 6MB X 2 atau 12MB. Sedangkan Bloomfield dan gainstown dari
base Nehalem belum memiliki kejelasan dari kapasitas L2, mungkin sekitar 8MB.
Pentium dualcore untuk notebook sebenarnya adalah Intel Core Duo (Yonah) yang dipotong L2
cachenya manjadi 1MB dan memakai FSB 533MHz. (cek list here). Sedangkan pentium
dualcore untuk Desktop adalah Allendale yang dipotong L2 cachenya menjadi 1MB dan hanya
memakai FSB 800MHz (serinya E2xxx).
Perkembangan tehnologi terus menghadirkan chipset-chipset baru, dan biasanya yang ditawarkan
chipset-chipset baru itu adalah penambahan fungsi dan dukungan terhadap hardware yang baru.
Contohnya saja beda Chipset intel i915 dengan i945 hanya pada dukungan jenis prosesor, tipe
memori dan jumlah PCI 1x ; i915 bisa DDR1/DDR2, PCI 4 buah, dan hanya mensupport
Pentium4, sedangkan chipset i945 hanya bisa DDR2, PCI 1x berjumlah 6 buah dan mensupport
Pentium4 dan PentiumD.
Komputer Generasi Pertama - Presentation Transcript
1. Contoh Komputer Generasi Pertama s/d Kelima
2. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
3. Transistor Chip - Integrated Circuits Transistor bukanlah komputer, namun telah merubah sejarah dunia komputer dengan terciptanya Integrated Circuits .
4. a. ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Calculator )
o dirancang oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.
5. b . EDVAC Computer (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
o Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan komputer EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) di mana proses perhitungan menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC
Komputer Generasi Pertama - Presentation Transcript
1. Contoh Komputer Generasi Pertama s/d Kelima
2. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
3. Transistor Chip - Integrated Circuits Transistor bukanlah komputer, namun telah merubah sejarah dunia komputer dengan terciptanya Integrated Circuits .
4. a. ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Calculator )
o dirancang oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.
5. b . EDVAC Computer (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
o Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan komputer EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) di mana proses perhitungan menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC
Dalam ilmu komputer dan teknik komputer, arsitektur komputer atau organisasi komputer digital adalah desain konseptual dan struktur operasional mendasar dari sebuah sistem komputer. KESAWAN Ilmu Komputer dan Teknik Komputer, arsitektur Komputer atau Komputer digital desain adalah Organisasi konseptual dan operasional Dari ring mendasar sebuah sistem Komputer. Ini adalah cetak biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan dan implementasi desain untuk berbagai bagian dari komputer, sebagian besar fokus pada cara dimana unit pengolah pusat (CPU) melakukan internal dan alamat akses dalam memori. Ini adalah cetak biru dan deskripsi fungsional persyaratan dan Implementasi desain untuk berbagai Name of Dari sebuah Komputer, terutama FOKUS PADA Artikel Baru Artikel Baru cara mana unit pengolah pusat (CPU) melakukan mengakses dan internal Memori KESAWAN alamat Hal ini juga dapat didefinisikan sebagai ilmu dan seni memilih dan interkoneksi komponen perangkat keras untuk menciptakan komputer yang memenuhi fungsional, kinerja dan tujuan biaya. Suami hal Juga dapat didefinisikan sebagai Ilmu dan Seni dan expandabilas tertuang Komponen untuk menciptakan perangkat Keras Komputer Yang memenuhi fungsional, Kinerja dan Composition Komposisi biaya.
arsitektur komputer terdiri dari sedikitnya tiga subkategori utama: [1] Komputer arsitektur terdiri Dari sedikitnya Tiga subkategori Utama: [1]
• Instruksi menset arsitektur, atau ISA, adalah gambar abstrak dari sebuah sistem komputasi yang dilihat oleh bahasa mesin (atau bahasa assembly) programmer, termasuk set instruksi, ukuran kata, mode alamat memori, register prosesor, dan alamat dan format data . Instruksi opening arsitektur, atau ISA, gambar abstrak adalah sebuah sistem komputasi Dari Yang dilihat Dibuat bahasa mesin (assembly atau bahasa) programmer, termasuk set Instruksi, kata ukuran, alamat Memori mode, register prosesor, data alamat dan dan format.
• mikroarsitektur, juga dikenal sebagai organisasi Komputer adalah tingkat yang lebih rendah, lebih konkrit dan rinci, deskripsi dari sistem yang melibatkan bagaimana bagian-bagian pokok dari sistem saling berhubungan dan bagaimana mereka saling beroperasi dalam rangka melaksanakan ISA. [2] Ukuran cache komputer misalnya, merupakan masalah organisasi yang umumnya tidak ada hubungannya dengan ISA. Mikroarsitektur, Juga dikenal sebagai tingkat Organisasi Komputer adalah Yang lebih rendah, lebih konkrit dan rinci, deskripsi bagaimana sistem Dari Yang melibatkan Name of-Name of Pokok Dari sistem saling berhubungan dan bagaimana mereka saling KESAWAN beroperasi Rangka melaksanakan ISA. [2] Ukuran cache Komputer misalnya, Masalah Yang merupakan Organisasi umumnya regular tidak ADA hubungannya Artikel Baru ISA.
• Perancangan Sistem yang mencakup semua komponen perangkat keras lainnya dalam sistem komputasi seperti: Perancangan Sistem Yang mencakup * Semua Komponen perangkat Keras Lainnya Pembongkaran KESAWAN sistem komputasi:
1. Sistem interkoneksi seperti bus komputer dan switch Sistem tertuang Pembongkaran bus dan beralih Komputer
2. Memory controller dan hierarki hierarki kontroler dan Memori
3. CPU off-load mekanisme seperti memori akses langsung (DMA) CPU off-load mekanisme Pembongkaran Mungkinkan Memori Langsung (DMA)
4. Masalah seperti multiprocessing. Masalah multiprocessing Pembongkaran.
Setelah kedua ISA dan mikroarsitektur telah ditetapkan, perangkat yang sebenarnya perlu dirancang ke dalam perangkat keras. Penghasilan kena pajak kedua ISA dan mikroarsitektur telah ditetapkan, sebenarnya perlu perangkat dirancang Yang Keras KESAWAN ke perangkat. Proses desain adalah disebut pelaksanaannya. Proses desain adalah disebut pelaksanaannya. Implementasi biasanya tidak dianggap definisi arsitektur, tetapi lebih keras rekayasa desain. Implementasi biasanya regular tidak dianggap definisi arsitektur, tetapi lebih Keras Rekayasa desain.
Implementasi dapat lebih dipecah menjadi tiga (tidak sepenuhnya berbeda) lembar: Implementasi dapat lebih Tiga dipecah menjadi (regular tidak sepenuhnya berbeda) lembar:
• Implementasi Logika - desain blok didefinisikan dalam arsitektur mikro di (terutama) transfer register-dan tingkat gerbang. Implementasi Logika - desain blok KESAWAN didefinisikan arsitektur mikro di (terutama) di-transfer mendaftar dan Gerbang tingkat.
• Circuit Implementasi - transistor-level desain elemen dasar (gerbang, multiplexer, kait dll) serta dari beberapa blok yang lebih besar (ALUs, cache dll) yang dapat diterapkan pada tingkat ini, atau bahkan (sebagian) pada fisik tingkat, karena alasan kinerja. Sirkuit Implementasi - transistor-level elemen desain ditempatkan (Gerbang, multiplexer, dll Kait) Serta Dari beberapa blok lebih Yang Besar (ALUs, dll cache) dapat diterapkan PADA Suami Yang tingkat, atau bahkan (sebagian) PADA tingkat Fisik, Kinerja alasan untuk.
• Fisik Implementasi - sirkuit fisik yang ditarik keluar, komponen sirkuit yang berbeda ditempatkan dalam floorplan chip atau pada papan dan kabel yang menghubungkan mereka yang dialihkan. Fisik Implementasi - Fisik sirkuit Yang Keluar ditarik, sirkuit Komponen Yang berbeda ditempatkan KESAWAN sebuah floorplan atau kabel PADA Papan dan chip Yang dialihkan menghubungkan mereka.
Untuk CPU, proses implementasi keseluruhan sering disebut desain CPU. Untuk CPU, proses keseluruhan Implementasi Sering disebut CPU desain.
penggunaan yang lebih spesifik dari panjang termasuk arsitektur perangkat keras yang lebih umum skala yang lebih luas, seperti komputasi cluster dan Non-Uniform Memory Access (NUMA) arsitektur. Lebih spesifik penggunaan Istilah mencakup timing Yang lebih Luas arsitektur perangkat Keras Yang Umum lebih, Pembongkaran dan cluster komputasi Non-Uniform Memory arsitektur Access (NUMA).
[Sunting] Sejarah [sunting] Sejarah
The "arsitektur" dalam literatur komputer dapat ditelusuri dengan karya Lyle R. Johnson, Muhammad Usman Khan dan Frederick P. Brooks, Jr, anggota pada tahun 1959 dari departemen Organisasi Machine di pusat penelitian utama IBM. The "arsitektur" KESAWAN literatur Komputer dapat ditelusuri Artikel Baru karya Lyle R. Johnson, Muhammad Usman Khan dan Frederick P. Brooks, Jr, anggota PADA years 1959 Dari departemen di Pusat Organisasi Mesin PENELITIAN Utama IBM. Johnson memiliki kesempatan untuk menulis sebuah komunikasi penelitian eksklusif tentang Stretch, sebuah superkomputer IBM-dikembangkan untuk Los Alamos Scientific Laboratory. Johnson memiliki kesempatan untuk menulis sebuah Komunikasi PENELITIAN eksklusif Tentang Stretch, superkomputer IBM-dikembangkan untuk Los Alamos Scientific Laboratory. Dalam upaya untuk menggambarkan tingkat yang dipilihnya detail untuk membahas komputer dihiasi mewah, ia mencatat bahwa deskripsi tentang format, jenis instruksi, parameter hardware, dan perangkat tambahan kecepatan berada di tingkat "arsitektur sistem" - istilah yang tampaknya lebih berguna daripada "mesin organisasi". KESAWAN Upaya untuk menggambarkan tingkat Yang dipilihnya untuk detail membahas Mewah Komputer dihiasi, besarbesaran mencatat bahwa deskripsi Tentang format, jenis dan Instruksi, hardware parameter, dan perangkat Transaksi kecepatan berada di tingkat "sistem arsitektur" - Istilah small tampaknya lebih Yang berguna "mesin Organisasi". Selanjutnya, Brooks, salah satu desainer Stretch, mulai Bab 2 dari buku (Perencanaan Sistem Komputer:. Project Stretch, ed W. Buchholz, 1962) dengan menulis, "arsitektur komputer, seperti arsitektur lain, adalah seni menentukan kebutuhan pengguna struktur dan kemudian merancang untuk memenuhi kebutuhan tersebut seefektif mungkin dalam keterbatasan ekonomi dan teknologi ". Selanjutnya, Brooks, salah Satu desainer Stretch, Mulai Bab 2 buku Dari (Perencanaan Sistem Komputer:. Project Stretch, ed W. Buchholz, 1962) Artikel Baru menulis, "Komputer arsitektur, Pembongkaran arsitektur lain, adalah Seni menentukan kebutuhan pengguna ring merancang dan kemudian untuk memenuhi kebutuhan tersebut seefektif mungkin KESAWAN keterbatasan dan Teknologi Ekonomi ". Brooks melanjutkan untuk memainkan peran utama dalam pengembangan garis System/360 IBM komputer, dimana "arsitektur" mendapatkan uang sebagai nomina dengan definisi "apa yang user perlu tahu". Brooks melanjutkan untuk memainkan Peran Utama pengembangan KESAWAN Garis Komputer System/360 IBM, Dimana "arsitektur" uang sebagai nomina Artikel Baru mendapatkan definisi "APA Yang industri tahu pengguna perlu". Kemudian dunia komputer akan menggunakan istilah dalam cara yang kurang banyak eksplisit. Dunia Komputer Kemudian akan menggunakan Istilah KESAWAN cara Yang Kurang eksplisit BANYAK.
"Cara yang digunakan CPU dan memori internal melakukan akses," yang disebutkan di atas, tergelincir ke dalam definisi arsitektur komputer. "Yang perlengkapan Cara CPU dan Memori Mungkinkan melakukan internal," Yang disebutkan di Atas, tergelincir KESAWAN Komputer arsitektur ke definisi.
[Sunting] Komputer arsitektur [sunting] arsitektur Komputer
Ada banyak jenis arsitektur komputer: Ada BANYAK jenis dan arsitektur Komputer:
• Komputer Quantum vs Kimia Komputer komputer vs Quantum Komputer Kimia
• Prosesor skalar vs Vector Skalar prosesor prosesor vs prosesor vektor
• Non-Uniform Memory Access (NUMA) komputer Non-Uniform Memory Access (NUMA) Komputer
• Mesin vs mesin Register Stack PRATAMA mesin vs mesin Stack
• arsitektur Harvard vs von Neumann arsitektur arsitektur Harvard vs arsitektur von Neumann
• Arsitektur Selular Cellular arsitektur
Arsitektur komputer kuantum memegang janji paling untuk merevolusi komputasi. [3] Arsitektur Komputer kuantum memegang Janji pagar untuk merevolusi komputasi. [3]
[Sunting] Komputer topik arsitektur [sunting] Arsitektur Komputer topik
[Sunting] Sub-definisi [sunting] Sub-definisi
Beberapa praktisi arsitektur komputer di perusahaan seperti Intel dan AMD menggunakan pembedaan yang lebih halus: Beberapa praktisi arsitektur Komputer di anak pajak tangguhan Pembongkaran Intel dan AMD menggunakan lebih halus penyusutan:
• Macroarchitecture - lapisan arsitektur yang lebih abstrak dari mikroarsitektur, misalnya ISA Macroarchitecture - lapisan arsitektur Yang lebih abstrak Dari mikroarsitektur, misalnya ISA
• Instruction Set Architecture (ISA) - seperti yang didefinisikan di atas minus Instruction Set Architecture (ISA) - didefinisikan Yang di Atas Pembongkaran minus
• Majelis ISA - assembler cerdas dapat mengkonversi bahasa assembly abstrak umum untuk sekelompok mesin ke dalam bahasa mesin yang sedikit berbeda untuk implementasi yang berbeda Majelis ISA - Cerdas assembler dapat mengkonversi bahasa perakitan Umum abstrak untuk sekelompok mesin menjadi sedikit berbeda bahasa mesin untuk Implementasi berbeda Yang
• Programmer Terlihat Macroarchitecture - alat bahasa tingkat tinggi seperti kompiler dapat menentukan antarmuka yang konsisten atau kontrak untuk programmer menggunakan mereka, abstrak yang mendasari perbedaan antara ISA, UISA, dan microarchitectures. Programmer Terlihat Macroarchitecture - bahasa tingkat alat Yang lebih Tinggi Pembongkaran antarmuka kompiler dapat menentukan atau Kontrak Yang mereka untuk menggunakan programmer konsisten, Yang abstrak mendasari penyusutan ANTARA ISA, UISA, microarchitectures dan. Misalnya C, C + +, atau standar Java mendefinisikan berbeda Programmer Terlihat Macroarchitecture - walaupun dalam prakteknya mikroarsitektur C untuk komputer tertentu meliputi Misalnya C, C + +, atau Java Programmer standar Yang mendefinisikan berbeda Terlihat Macroarchitecture - KESAWAN walaupun prakteknya mikroarsitektur C Komputer untuk tertentu termasuk
• UISA (microcode Instruction Set Architecture) - sebuah keluarga mesin dengan microarchitectures tingkat hardware yang berbeda dapat berbagi microcode arsitektur yang umum, dan karenanya UISA. UISA (microcode Instruction Set Architecture) - Keluarga Artikel Baru microarchitectures sebuah mesin perangkat keras tingkat Yang berbeda dapat Berbagi microcode Umum arsitektur yang, dan karenanya UISA.
• Pin Arsitektur - set fungsi yang mikroprosesor diharapkan dapat memberikan, dari sudut pandang platform perangkat keras. Pin Arsitektur - fungsi mengatur sebuah mikroprosesor Yang diharapkan dapat memberikan, Sudut pandang Keras Dari platform perangkat. Misalnya x86 A20M, Ferr / IGNNE atau pin FLUSH, dan pesan yang prosesor diharapkan dapat memancarkan setelah menyelesaikan pembatalan cache sehingga cache eksternal dapat batal. Misalnya x86 A20M, Ferr / IGNNE atau pin FLUSH, dan prosesor Pesan Yang diharapkan dapat memancarkan Penghasilan kena pajak menyelesaikan pembatalan Batal cache cache sehingga dapat eksternal. fungsi arsitektur Pin lebih fleksibel daripada fungsi ISA - hardware eksternal dapat beradaptasi dengan pengkodean berubah, atau mengubah dari pin ke sebuah pesan - tetapi fungsi tersebut diharapkan akan diberikan dalam implementasi berturut-turut bahkan jika cara pengkodean mereka perubahan. fungsi arsitektur Pin FLEKSIBEL lebih small fungsi ISA - hardware eksternal dapat beradaptasi Artikel Baru pengkodean berubah, Dari mengubah atau pin sebuah Pesan ke - tetapi fungsi tersebut diharapkan akan diberikan KESAWAN Implementasi berturut-turut bahkan jika mereka perubahan cara pengkodean.
[Sunting] Peran arsitektur komputer [sunting] Komputer arsitektur Peran
[Sunting] Arsitektur Komputer: tombol [sunting] Arsitektur Komputer Definisi: definisi
Koordinasi tingkat abstrak prosesor di bawah kekuatan berubah, melibatkan desain, pengukuran dan evaluasi. Koordinasi tingkat abstrak prosesor di Bawah Kekuatan berubah, melibatkan desain, pengukuran dan Evaluasi. Ini juga termasuk prinsip kerja keseluruhan fundamental dari struktur logis internal sistem komputer. Ini Juga termasuk Prinsip kerja jangka pendek keseluruhan fundamental Dari ring logistik Komputer sistem internal.
Hal ini juga dapat didefinisikan sebagai desain bagian tugas-performing komputer, yaitu bagaimana berbagai gerbang dan transistor yang saling berhubungan dan disebabkan berfungsi sesuai petunjuk yang diberikan oleh programmer bahasa assembly. Suami hal Juga dapat didefinisikan sebagai desain Komputer melakukan tugas-Name of, bagaimana berbagai yaitu Gerbang transistor dan Yang saling berhubungan dan disebabkan berfungsi sesuai petunjuk diberikan Dibuat programmer bahasa assembly yang.
'Cache') dalam teknologi informasi adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor.
Konsep memori cache
Pengertian Memori cache
Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menympan 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 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. 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).
Letak cache memory
L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak L1 cache sudah menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor). Sedangkan letak 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). Sedangkan 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.
Cara Kerja Memori cache
Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada tembolok. 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.
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 cache tidak ada. Lebih jelasnya proses baca tulis data yang dilakukan oleh prosesor ke memori utama dapat dijelaskan sebagai berikut:
Ketika data dibaca/ditulis di memori utama (RAM) oleh prosesor, salinan data beserta address-nya (yang diambil/ditulis di memori utama) disimpan juga di cache. Sewaktu prosesor memerlukan kembali data tersebut, prosesor akan mencari ke cache, tidak perlu lagi mencari di memori utama.
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.
Stuktur sistem 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.
elemen rancangan cache
Elemen-elemen penting dari rancangan memory cache adalah sebagai berikut:
Ukuran cache, disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori. Semakin besar ukuran cache semakin lambat karena semakin banyak jumlah gerbang dalam pengalamatan cache.
Fungsi Pemetaan (Mapping), terdiri dari Pemetaan Langsung, Asosiatif, Asosiatif Set.Pemetaan langsung merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu memetakkan masing-masing blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache.Hal ini menurut artikel dari Yulisdin Mukhlis, ST., MT
Algoritma Penggantian, terdiri dari Least Recently Used (LRU), First in First Out (FIFO), Least Frequently Used (LFU), Acak. Algoritma penggantian digunakan untuk menentukan blok mana yang harus dikeluarkan dari cache untuk menyiapkan tempat bagi blok baru. Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.
Ukuran blok, blok-blok yang berukuran Iebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Setiap pengambilan blok menindih isi cache yang lama, maka sejumlah kecil blok akan menyebabkan data menjadi tertindih setelah blok itu diambil. Dengan meningkatnya ukuran blok, maka jarak setiap word tambahan menjadi lebih jauh dari word yang diminta,sehingga menjadi lebih kecil kemungkinannya untuk di perlukan dalam waktu dekat.(Dikutip dari artilek milik Yulisdin "Mukhlis, ST., MT")
Line size, Jumlah cache, Satu atau dua dua tingkat, kesatuan atau terpisah.
Melihat cache ( Temporary file ) pada IE, Firefox dan Opera
Setiap browser seperti Internet Explorer, Firefox dan Opera menyimpan dokumen-dokumen web seperti file HTML, gambar, streaming audio dan video yang sedang dikunjungi dengan menggunakan teknologi caching. Penggunaan teknologi tersebut berfungsi untuk mengurangi penggunaan bandwith, server load sehingga browser dapat me-load halaman web lebih cepat ketika di waktu berikutnya kita mengunjunginya lagi.
Penggunaan caching juga membantu kita untuk mendownload komponen web dengan mengcopynya langsung dari directory dimana file-file cache disimpan. Tiap browser memiliki cara yang berbeda untuk membuka derectory cache. Tidak hanya itu, penyimpanan file cache kebanyakan tidak sama nama bahkan jenis filenya dengan file asli pada server. Untuk itu diperlukan pengetahuan khusus untuk membedakan file mana yang mau kita ambil.
Menampilkan Cache (Temporary File) di Internet Explorer
Screenshoot Temporary Internet File
Pada Internet Explorer, secara langsung kita dapat mengakses file-file cache yang disimpan pada Temporary Internet File dengan meng-klikView Objects atau View Files di Temporary Internet Files atauBrowsing history setting (tergantung di IE6 atau IE7) dalam command menu. Setelah directory terbuka, dengan mudahnya kita dapat memilih file mana yang kita perlukan dan mengcopynya ke folder lain sebelum file tersebut hilang.
Menampilkan Cache (Temporary File) di Mozilla Firefox
Lain halnya dengan IE, metode pengaksesan file cache pada Firefox tidak dapat dilakukan secara langsung. Interface pengaturan tersembunyi dengan syntax 'about:' perlu digunakan. Mudahnya cukup ketik about:cache pada isian Address yang biasanya kita isikan dengan url, setelah itu klik Go. Pada halaman utama akan ditampilakan Cache service dan link daftar entries data internet yang tersimpan baik di memory maupun disk. Juga tersedia informasi mengenai directory cache Firefox dan ukuran penyimpanan maksimumnya. Setelah meng-klik List Cache Entries akan ditampilkan file atau objek cache beserta lokasi sumber servernya.
Untuk memudahkan pencarian, gunakan fungsi searching pada firefox (Ctrl+F) dan ketikan bagian dari sumber file yang anda cari. Contohnya "megavideo", ".swf" atau ".flv" dll. Jika tidak juga ditemukan, pencarian dapat dilakukan dengan mengakses direktory file yang tertulis dihalaman muka. Pengaksesan directory dapat dilakukan dengan meng-copy alamatnya dihardisk kemudian jalankan di program explorer. Kemudian mengira-ngira file yang akan dipindahkan karena baik nama dan jenis filenya secara otomatis Firefox akan men-generatenya menjadi jenis file yang berbeda.
Menampilkan Cache (Temporary File) di Opera
Pada Opera, cara yang digunakan adalah dengan terlebih dahulu mengakses command help dan mengklik about opera. Pada halaman utama browser akan terlihat beberapa directory program opera. Copy alamat directory cache dan akses dengan menggunakan program eksplorer. Karena nama filenya di-generate secara otomatis, untuk mengaksesnya perlu mengira-ngira ukuran file pada jenis file yang diinginkan.
Cache adalah merujuk kepada ruang ingatan sementara bagi menyimpan data yangkerap digunakan. Ada bermacam-macam cache: browser cache (firefox cache, internet explorer cache), proxy cache server dan bermacam-macam jenis cache lagi.
Tetapi apa yang saya ingin terangkan di sini ialah processor cache sahaja. Bagipemilihan processor, kita juga dapati bahawa cache juga adalah salah satu faktor bagi menentukan tahap prestasi processor yang akan digunakan.
Fungsi Processor Cache
Cache berfungsi untuk membantu processor mencapai ingatan / data dengan pantas. Hasilnya processor dapat memproses data dengan lebih pantas kerana cache adalah paling hampir dengan processor.
Contoh Kegunaan Prosessor Cache
Contoh yang boleh kita cuba untuk memahami fungsi processor cache ini ialah;
cuba buka satu applikasi contohnya game “Crysis 2″, kita akan dapati masa “loading” yang diperlukan adalah sangat lama.
Setelah game tersebut dibuka, terus tutup game tersebut. Kemudian buka semula game tersebut, kita akan dapati masa “loading” yang diperlukan pada kali ini adalah lebih pantas kerana processor telah menggunakan cache.
Ciri-Ciri Processor Cache
- Cache membantu processor mencapai data untuk diproses dengan pantas kerana lokasinya adalah paling hampir dengan processor.
- Cache adalah sebagai menggantikan fungsi sementara RAM, hanya untuk data yang paling kerap digunakan sahaja.
- Saiz cache adalah kecil sahaja (kB, MB), tidak seperti RAM yang menyimpan data / ingatan dengan saiz yang besar (MB, GB).
- Biasanya terdapat beberapa jenis cache iaitu L1 dan L2, kadangkala L3 juga. Tetapi cache yang boleh dipilih oleh pengguna ialah L2 cache.
Proses / Cara Cache Beroperasi
1. Apabila hendak memulakan sesuatu proses, processor akan merujuk kepada cache terlebih dahulu, sama ada data yang diperlukan terdapat di cache atau tidak.
2. Sekiranya data yang dikehendaki tiada di cache, maka processor akan merujuk kepada RAM pula bagi mendapatkan data tersebut.
3. Setelah data diambil dari RAM dan dibawa ke processor, data tersebut juga diambil oleh cache. (Ada beberapa prosedur bagi cache memilih data yang diperlukan, tetapi ini adalah konsep asasnya sahaja).
4. Sekiranya processor memerlukan semula data tersebut, maka processor boleh mendapatkannya di cache sahaja, dengan lebih pantas kerana cache lebih hampir dengan processor.
