Pengertian, Fungsi dan Jenis Cache Memory

Pengertian Cache Memory

Pada dasarnya, cache memory adalah jenis memori komputer berukuran kecil yang menyediakan akses data instan berkecepatan tinggi ke prosesor. Cache memory menyimpan program, aplikasi, dan data komputer yang sering digunakan. Inilah yang membuat pengambilan data melalui cache menjadi lebih mudah dan efisien.

Memori cache adalah memori tercepat di komputer. Umumnya, cache memory terintegrasi ke motherboard dan langsung tertanam dalam prosesor atau RAM. Cache memory ini juga bertindak sebagai perantara antara RAM dan CPU.

Setiap kali prosesor mengakses data untuk pertama kalinya pada sebuah komputer, salinan data akan dibuat dan dimasukkan ke dalam cache. Ketika data itu diakses lagi, jika salinan tersedia di cache, salinan itu diakses terlebih dahulu sehingga kecepatan dan efisiensinya meningkat. Jika tidak tersedia, maka memori yang lebih besar seperti RAM atau hardisk baru akan di akses oleh processor.

Inilah salah satu alasan kenapa cache memory bisa mengurangi waktu pemrosesan sebuah perangkat. Dengan kata lain, jika CPU menemukan data atau instruksi yang diperlukan dalam memori cache, perangkat tidak perlu mengakses memori utama (RAM).

Akibatnya, pemrosesan menjadi lebih cepat karena prosesor tidak harus menunggu pengambilan data dan instruksi dari RAM. Selain itu, semakin besar cache memory yang dimiliki oleh sebuah komputer, semakin cepat dan efisien pula kinerja perangkat tersebut.

Alasan tersebut dan ukurannya yang cenderung sangat kecil membuat pemasangan cache memory menjadi lebih mahal jika dibandingkan dengan RAM.

Fungsi Cache Memory

Untuk membantu memahami lebih dalam lagi, berikut adalah beberapa fungsi lain dari memori cache pada perangkat, yaitu :

• Mempercepat proses akses data pada sebuah perangkat.
• Meringankan beban kerja processor perangkat.
• Mempercepat kinerja dan performa memori perangkat.
• Menjadi perantara antara CPU dan RAM, memori utama.

Jenis Cache Memory

Pada dasarnya, caching adalah sebuah sistem penyimpanan berkecepatan tinggi yang menyimpan data dan instruksi sementara. Dalam proses komputasi sendiri, caching sebenarnya mempunyai banyak jenis yang berbeda. Cache memory adalah salah satunya.

Berikut ini adalah penjelasan tentang beberapa jenis cache lain disamping cache memory dan penjelasan singkatnya.

1. Cache Disk

Disk cache adalah memori cache yang digunakan untuk mempercepat proses penyimpanan dan pengaksesan data dari hard disk host.

Cache disk ini memungkinkan pemrosesan yang lebih cepat dari membaca atau menulis, perintah dan proses input dan output lainnya antara hard disk, memori dan komponen komputasi.

2. Web Cache

Web caching adalah aktivitas menyimpan data seperti salinan halaman web yang dilayani oleh server web untuk digunakan kembali. Setiap kali konten diunduh dari server asal, salinan disimpan di cache web untuk jangka waktu tertentu yang ditentukan oleh aturan caching yang ditetapkan.

Jika pengguna lain meminta konten yang sama lagi, cache web mengirimkan konten yang disimpan ke web pengguna.

3. Cache Server

Server cache adalah server atau layanan jaringan khusus yang bertindak sebagai server yang menyimpan halaman web atau konten Internet lainnya secara lokal. Dengan informasi yang diminta sebelumnya di penyimpanan sementara, server cache mempercepat akses ke data dan mengurangi penggunaan bandwidth.

Server cache juga memungkinkan pengguna untuk mengakses konten secara offline, termasuk file media kaya atau dokumen lainnya.

Cara Kerja Cache Memory

Ketika prosesor mengeksekusi perintah eksekusi untuk pertama kalinya, prosesor menemukan dan mengumpulkan informasi dari cache L1. Proses ini biasa disebut sebagai hit. Jika informasi yang diperlukan oleh prosesor tidak tersedia di cache L1, prosesor segera mencari di cache L2. Mencari informasi dalam cache L2 biasanya membutuhkan waktu lebih lama daripada mencari informasi dalam cache L1.

Cache level 1 (L1) adalah bank memori yang terintegrasi dalam chip CPU. Inventaris dua tingkat (L2) adalah area pementasan sekunder yang melayani cache L1. Meningkatkan ukuran cache L2 dapat mempercepat beberapa aplikasi, tetapi tidak berpengaruh pada yang lain.

Cache ini bisa berada di chip terpisah dalam modul paket multichip atau bisa juga berupa bank chip terpisah di motherboard. Memori cache L2 dapat diintegrasikan ke dalam chip CPU.

L2 cache terdiri dari dua komponen utama yang menjadi penyimpanan data dan ram. Penyimpanan data adalah area di mana ketepatan waktu informasi atau data dipertahankan. RAM adalah area kecil memori yang digunakan oleh cache untuk mengelola penempatan data dalam cache. Ukuran memori utama yang dikendalikan oleh RAM dapat di-cache. Cache L2 dari model PC terbaru biasanya diatur oleh chipset di bagian “Norton”.

Kecepatan Cache Memory

Transfer data dari cache L1 ke prosesor lebih cepat daripada dari cache L2 ke cache L3. Kecepatannya mendekati kecepatan protokol. Cache L1 ini sudah di kunci di prosesor pada kecepatan yang sama. Cache L1 secara fisik tidak terlihat oleh mata telanjang.

Cache L1 adalah lokasi pertama yang diakses prosesor saat mencari sumber data. Kapasitas penyimpanan data terkecil, tergantung pada jenis prosesor, antara puluhan ribu dan ribuan byte. Untuk beberapa jenis prosesor Pentium, kapasitasnya adalah 16 KB yang dibagi menjadi dua bagian yaitu H. 8 KB untuk menyimpan instruksi dan 8 KB untuk menyimpan data.

Transfer data tercepat kedua setelah cache L1 adalah cache L2. Prosesor dapat mengembalikan data dari cache L2 built-in (on-chip) lebih cepat daripada dari cache L2 non-built. Kapasitas penyimpanan data lebih besar dari L1 cache, ada 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB dan bahkan 8 MB antara ratusan ribu byte dan jutaan byte, tergantung pada jenis prosesor. Kapasitas penyimpanan data untuk cache L3 bahkan lebih besar dan bisa ratusan juta byte.

Level Cache Memory

Memory caching pun mempunyai beberapa tingkatan memori level yang berbeda. Ada tiga level cache memori, yaitu L1, L2 dan L3. Cache memori level 1 (L1) adalah cache memori (cache internal) yang terletak di prosesor.

Berikut adalah penjelasan singkatnya :

• Internal cache, level 1 – memori cache internal yang terpasang pada processor, mempunyai proses tercepat dan harga yang mahal. Ukuran memori cache level 1 ini berukuran sekitar 8KB sampai 128KB.
• External cache, level 2 – memiliki kapasitas yang lebih besar dari 256 KB sampai dengan 2Mb. Meskipun begitu, cache L2 ini memang mempunyai proses yang lebih lambat dibandingkan L1.
• Main memory, level 3 – memori cache tempat komputer bekerja saat itu. Ukurannya kecil dan begitu daya dimatikan, data tidak lagi tersimpan di memori level 3.
• Secondary memory, level 4 – secondary memory adalah memori eksternal yang tidak secepat memori utama tetapi menyimpan memori dan data secara permanen.