sistem bus
TRANSCRIPT
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 1/13
TUGAS 2
ARSITEKTUR & ORGANISASI KOMPUTER I
TEORI & KARAKTERISTIK PADA SISTEM BUS
CACHE MEMORY, MEMORY INTERNAL, MEMORY EKSTERNAL
Dosen Pembimbing :
Hidayatulah Himawan
Disusun oleh :
Refriady Y.A (123060030)
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
YOGYAKARTA
2012
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 2/13
TEORI & KARAKTERISTIK PADA SISTEM BUS
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat komputer.
Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat
digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang ditransmisikan
oleh salah satu perangkat ini dapat ditermia oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila
dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka sinyal-sinyalnya akan
bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikain, hanya sebuah perangkat saja yang akan
berhasil melakukan transimi pada suatu saat tertentu.
Ada beberapa macam sistem bus utama pada sistem komputer modern yaitu :
1) Processor BUS
Disebut juga front-side bus (FSB), merupakan bus tercepat pada komputer danmerupakan inti dari
chipset (dan motherboard). Utamanya, bus ini digunakan oleh microprocessoruntuk melewatkan
informasi ke/dari chache atau memory utama, dan juga chipset north-bridge.
2) AGP BUS
Bus cepat 32 bit yang khusus untuk kartu Grafis/ Video. Berjalan pada kecepatan 66Mhz(AGP 1X),
133Mhz (AGP 2X), 266Mhz (AGP 4X) atau 533Mhz (AGP 8 X), yang akan menghasilkanbandwith
hingga sebesar 2.133mb/det. AGP dihubungkan pada north-bridge atau MemoryController Hub pada
chipset dan konektornya pada motherboarddiwujukan dalam bentuk slotAGP.
3) PCI BUS
Bus 32 bit yang normalnya berjalan pada 33Mhz. Komputer yang modern mendukungPCI 64 bit 66
Mhz. Bus ini terdapat pada chipset north-bridge atau pada I/O Controller HUB.
4) ISA BUS
Bus 16 Bit 8 Mhz. Untuk keperluan modem, sound card dan piranti kecepatan rendahlain. Komputer
generasi terakhir relatif tidak menyertakan bus/ slot ini didalamnya. Pada chipsetsouth-bridge
terdapat controller yang bekerja sebagai bus ISA sekaligus interface dengan bus PCIdiatasnya. Chip
Super I/O biasanya terhubung kepadanya, terutama Chip Super I/O biasanyaterhubung kepadanya,
terutama pada sistem lama yang masih memiliki slot ISA.
5) Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)
6) Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)
7) Bus MCA (Micro Channel Architecture)
8) Bus SCSI (Small Computer System Interface]
9) Bus USB (Universal Serial Bus).
Karakteristik sistem bus adalah :
1.Jumlah interupsi menentukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
2.Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
3.Banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.
4.Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 3/13
STRUKTUR BUS
Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai
dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang berlainan, fungsi
saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan
saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya
yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.
A. Saluran Data
Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara
kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan
denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa
1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus
data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Misalnya, bila
bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses
modul memori dalam setiap siklus instruksinya.
B. Saluran Alamat
Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila
CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang
dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum
sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput.
Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 4/13
C. Saluran Kontrol
Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran
alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat
untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun
informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas
data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan
dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read,
transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 5/13
Jenis dan fungsi bus
Bus pada sistem mikroprosesor dibagi menjadi tiga jenis, yaitu bus data, bus alamat, dan bus kontrol.
Tiap komponen pasti mempunyai kaki atau terminal yang dihubungkan dengan ketiga jenis bus.
Fungsi dari tiap-tiap bus adalah sebagai berikut.
-Bus data berfungsi sebagai jalan data dari satu komponen ke komponen lain. Bus data dapat terdiri
dari 8, 16, dan 32 jalur paralel atau lebih. Karena data yang dikirim berupa data digital yang satu
word-nya (kata-nya) minimal mempunyai lebar 8 bit (Binary digit).
-Bus alamat digunakan oleh mikroprosesor untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis
atau dibaca.
-Bus kontrol digunakan mikroprosesor antara lain untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis
atau dibaca.
CACHE MEMORY, MEMORY INTERNAL, MEMORY EKSTERNAL
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 6/13
JENIS MEMORI (MEDIA PENYIMPANAN)
Memori merupakan media penyimpanan data pada komputer, yang mana media penyimpanan data
dalam computer dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
A. MEMORI INTERNAL
Karakteristik memori internal :
1)Lokasi memori internal
Memori Internal atau sering disebut dengan memoryprimer atau memory utama. Beradadiluar CPU
bersifat internal pada system computer, diperlukan oleh CPU dalam proseseksekusi (operasi)
program sehingga dapat diakses secara langsung oleh CPU tanpa melaluiperantara.
2)Kapasitas memori
Kapasitas memori internal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atauword. Panjang
word umum adalah 8, 16, dan 32 bit.
3)Satuan transfer (unit of transfer)
Bagi memori internal (memori utama), satuan transfer merupakan jumlah bit yangdibacaatau yang
dituliskanke dalam memori pada suatu saat.
4)Tipe fisik memori
Memori semikonduktor, memori ini memakai teknologi LSI atau VLSI (very large scaleintegration).
Memori ini banyak digunakan untuk memori internal misalnya RAM
o Memori internal
Berada di luar CPU tetapi bersifat internal terhadap sistem komputer,
Diperlukan oleh CPU untuk proses eksekusi (operasi) program, sehingga dapat diakses
secara langsung oleh prosesor (CPU) tanpa modul perantara,Memori internal sering juga disebut sebagai memori primer atau memori utama.
Memori internal biasanya menggunakan media RAM
Memori jenis ini 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 tinci, 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 senelum dikirimkan ke peranti keluaran • Menampung
program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder Memori
biasa terbagi dibedakan menjadi dua macam: ROM dan Ram. Selain itu, terdapat pula memori yangdisebut cache memory.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 7/13
B. MEMORI EKSTERNAL
Karakteristik memori eksternal:
1)Lokasi memori internal
Bersifat eksternal terhadap sistem komputer dan tentu saja berada di luar CPU.Diperlukan untuk
menyimpan data atau instruksi secara permanen. Tidak diperlukan didalam proses eksekusi sehingga
tidak dapat diakses secara langsung oleh prosesor(CPU). Untuk akses memori eksternal ini oleh CPU
harus melalui pengontrol/modul I/O.
Memorieksternal sering juga disebut sebagai memori sekunder. Memori ini terdiri atasperangkat
storage peripheral seperti : disk, pita magnetik, dll.
2)Kapasitas memori
Kapasitas memori eksternal biasanya dinyatakan dalam bentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word.
3)Satuan transfer (unit of transfer)
Bagi memori eksternal, data ditransfer dalam jumlah yang jauh lebih besar dari word, dalamhal ini
dikenal sebagai block.
4)Tipe fisik memoriMemori permukaan magnetik, memori ini banyak digunakan untuk memori
eksternal yaituuntuk disk atau pita magnetik.
Merupakan memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program.Contoh: Hardisk,
Floppy Disk dllHubungan antara Chace Memori, Memori Utama dan Memori eksternal.
BERBAGAI JENIS MEMORY EKSTERNAL
Konsep dasar memori eksternal adalah :
Menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak.
Memorieksternal biasa disebut juga memori eksternal yaitu perangkat keras untuk
melakukanoperasipenulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama.Memori
eksternal mempunyai dua tujuan utama yaitu sebagai penyimpan permanen untukmembantu fungsiRAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka
panjang.
1. Berdasarkan Jenis Akses Data Berdasarkan jenis aksesnya memori eksternal dikelompokkan
menjadi dua jenis yaitu : a. DASD (Direct Access Storage Device) di mana ia mempunyai akses
langsung terhadap data.Contoh :Magnetik (floppy disk, hard disk),Removeable hard disk (Zip disk,
Flash disk), Optical Disk. b. SASD (Sequential Access Storage Device) : Akses data secara tidak
langsung (berurutan), seperti pita magnetik. 2. Berdasarkan Karakteristik Bahan Berdasarkan
karakteristik bahan pembuatannya, memori eksternal digolongkan menjadi beberapa kelompok
sebagai berikut: a. Punched Card atau kartu berlubang Merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang
yang menggambarkan berbagai instruksi atau data. Kartu ini dibaca melalui puch card reader yangsudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979. b. Magnetic Disk Magnetic Disk merupakan disk yang
terbuat dari bahan yang bersifat magnetik, Contoh : floppy dan harddisk. c. Optical Disk Optical disk
terbuat dari bahan-bahan optik, seperti dari resin (polycarbonate) dan dilapisi permukaan yang sangat
reflektif seperti alumunium. Contoh : CD dan DVD d. Magnetic Tape Sedangkan magnetik tape,
terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita, seperti halnya pita kaset tape
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 8/13
recorder. Pada memori Internal computer terdapat suatu memori yaitu cache memori. Berikut ini
akan dijelaskan mengenai CACHE MEMORI .
CACHE MEMORI
Pengertian cache memori
Kecepatan dari sebuah prosesor ini dapat naik, namun kecepatan memory tidak, lalu bagaimana anda
dapat menjalankan sebuah prosesor lebih cepat ketimbang memory dalam sistem anda tanpa
menggangu performa,? Jawabannya adalah cache. • Cache memori adalah memori kecepatan tinggi,
tetapi berukuran kecil, yang digunakan untuk menyimpan salinan data / instruksi yang sering diakses
oleh CPU.
• Cache memory merupakan memori sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk
meningkatkan kinerja komputer, yaitu meningkatkan efisiensi kerja CPU dan mengurangi waktu
yang terbuang. • Dalam istilahnya yang paling sederhana, cache memory adalah memory buffer
berkecepatan tinggi yang secara temporer menyimpan data yang diperlukan oleh procesor, membuat
prosesor dapat memanggil kembali data tersebut dengan lebih cepat ketimbang jika data itu datang
dari memoy utama, namun ada satu fitur tambahan pada sebuah cache, melebihi buffer sederhana,
cache adalah buffer dilengkapi dengan otak. Buffer menyimpan data acak (random data), biasanya
pada basis yang pertama kali masuk adalah yang pertama kali keluar (first in first out), atau yang
pertama kali masuk adalah yang terakhir keluar (first in last out). Cache, di lain pihak, menyimpan
data yang kemungkinan besar diperlukan oleh prosesor sebelum data itu diperlukan secara aktual.
Hal ini membuat prosesor dapat melanjutkan bekerja pada kecepatan penuh atau mendekati
kecepatan penuhnya tampa harus menunggu data diambil dari memory utama yang lebih lambat.
Cache memory biasanya dibuat dari chip static RAM (SRAM) yang diinstall pada motherboar atau
built in pada prosesor.
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 cache sebesar 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 membuatkecepatan Celeron dalam hal-hal tertentu kadang-kadang malah bisa mengalahkan Pentium II.
Fungsi dan kegunaan cache memory
• Cache memory berfungsi menjembatani perbedaan kecepatan antara CPU dan Memori Utama.
• Dalam implementasinya jenis memori yang digunakan untuk cache adalah statik RAM (SRAM).
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 9/13
• Cache memory terdiri atas:
1. Internal, digunakan untuk komputasi berkecepatan tinggi.
2. External, digunakan sebagai buffer untuk menyimpan program dan data.
• Program cenderung menjalankan instruksi yang berurutan, menyebabkan instruksi tersebut berada
didekat lokasi memori.
• Program biasanya mempunyai simpul untuk tempat menjalankan kelompok instruksi secara
berulang-ulang.
• Compiler menyimpan array dalam blok lokasi memori yang bersebelahan.
• Compiler biasanya menempatkan item data yang tidak berhubungan didalam segmen data.
Jenis cache memory
Pada saat ini, cache memory ada 3 jenis, yaitu L1 cache, L2 cache, dan L3 cache. Chace memory
terbagi menjadi dua 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 ceppat 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.
Chace sebagai perantara antara CPU dengan memori. Ada 2 jenis chace, yaitu:
1. Software chace (caching disk controller); akan mempercepat akses data pada disk denganmenyimpan data yang baru saja digunakan dalam memori.
2. Hardware chace (on−the−board chace); akan mempercepat akses memori itu sendiri dapat
menyimpan data yang baru saja digunakan dalam memori.
Cache terdiri dari sejumlah cache entries(entry cache) dan setiap entri cache terdiri dari 2 yaitu
1. Memori Cache
• mer upakan SRAM berkecepatan tinggi
• data yang disimpan merupakan kopi dari data memori utama yang terpilih pada saat itu atau
data yang baru disimpan yang belum berada didalam memori.
2. Address Tag (Tag Alamat)• Menunjukan alamat fisik data yang ada dalam memori utama dan beberapa informasi valid.
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
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 10/13
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.
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.
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.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 11/13
Operasi Cache
• CPU meminta isi suatu lokasi memori
• Memeriksa apakah data terdapat di cache
• Jika ada di cache, ambil data dari cache (cepat)
• Jika tidak ada di cache, copy isi memori ke cache dan kirimkan data yang diminta ke CPU (lambat).
Cara kerja Cache adalah :
• Ketika CPU mengakses memori maka system penyimpanan akan mengirim alamat fisik cache
• Membandingkan alamat fisik tersebut dengan semua tag alamat untuk mengetahui apakah ia
menyimpan kopi dari sebuah data.
• Cache HIT adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses memori ke word yang telah
ada didalam memori cache tersebut secara cepat megembalikan item data yang diminta.
• Cache MISS adalah situasi yang terjadi ketika peralatan meminta akses ke data yang tidak berada
dalam cache, cache akan menjemput item tersebut dari memori, dimana hal ini mebutuhkan waktu
yang lebih lama dari cache hit.
• Jika cache tidak menyimpan data, maka akan terjadi cache miss dan cache akan menyampaikan
alamat ke system memori utama untuk membaca.
• Jika data yang dating dari memori utama, maka CPU atau cache akan menyimpan kopinya dengan
diberi tag alamat yang tepat
Cache Design
• Ukuran cache
• Pemetaan (Mapping Function)
• Algoritma Penggantian (Replacement Algorithm)
• Write Policy
• Ukuran Blok • Jumlah Cache
Ada 2 sebab mengapa cache bekerja dengan baik :
• Cache beroperasi secara paralel dengan CPU
- Word tambahan yang dimuatkan setelah terjadi cache miss tidak akan mengganggu kinerja CPU.
• Prinsip Lokalitas Referensi
- CPU akan meminta data baru
Setiap cache mempunyai dua sub system yaitu :
• Tag Subsystem - Menyimpan alamat dan menentukan apakah ada kesesesuaian data yang diminta.
• Memory subsistem
- Menyimpan dan mengantarkan data.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 12/13
Memori Cache menggunakan teknik pemetaan yang berbeda untuk memetakan alamat memori ke
dalam alamat lokalnya, yaitu :
• Cache Asosiatif - Disebut juga Fully Associative Cache.
- Menyimpan tagnya di dalam memori asosiatif atau memori yang ekuivalen secara fungsional
- Cache dapat menempatkan sembarang jalur refill selama akses memori
- Membandingkan alamat yang ada dengan semua alamat yang disimpan
• Direct Mapped Cache (Cache yang dipetakan langsung)
- Membagi memory utama menjadi K kolom dengan N refill line per kolomnya
• Set Cache Asosiatif
- Mengkombinasikan organisasi asosiatif dan direct (langsung)
- Mengorganisir memori utama dan memorinya sendiri menjadi kolom jalur refill
• Sector Mapped Cache (Cache yang dipetakan sector)
- Merupakan modifikasi dari cache asosiatif
- Jalur refill memori utama dan cache dikelompokan menjadi sector yang disebut row(baris)
Beberapa level cache memory
• 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.
• 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 cachesemakin 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.
• Tetapi ini tergantung juga pada aplikasi apa yang dijalankan oleh komputer. Anehnya, aplikasi
mulitmedia dan game yang dianggap menuntut kinerja lebih tinggi tidak terlalu terpengaruh dengan
kurangnya cache L2 pada Celeron.
• Ini disebabkan karakter aplikasi tersebut yang tidak terlalu memerlukan cache. Jenis aplikasi yang
menjadi korban dengan kurangnya cache L2 pada lini Celeron adalah aplikasi kantor.
• Pentingnya cache memory ini bisa dilihat dari apa yang dilakukan Intel pada model prosesor
Pentium 4 Extreme Edition. Intel tidak cukup puas dengan dua jenis cache memory. Model tercepatPentium 4 ini menambahkan cache ketiga (cache L3) untuk menggenjot kinerja prosesor.
5/16/2018 Sistem Bus - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-bus-55ab545b7b489 13/13
Perbedaan cache memory dan main memory (RAM) adalah:
y lebih mahal dari memori utama
tersebut. RAM disk dikendalikan oleh peng guna sepenuhnya, sedangkan disk cache dikendalikan
oleh sistem operasi.
pemakai untuk menyimpan program dan data. Kas Memori / Memory Cache (cache dibaca seperti
cash: ‘kesh’) adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan
untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses.
-mega byte atau
bergiga-giga byte. Ukuran cache memori adalah kecil, semakin besar kapasitasnya maka akan
memperlambat proses operasi cache memori itu sendiri
permintaan data memori yang akan digunakan CPU