Pengertian cache memory
cache adalah tempat menyembunyikan; tempat menyimpan sementara . Memory adalah memori/ingatan; tempat menampung data, Memori berfungsi menyimpan sistim aplikasi, sistem pengendalian, dan data yang sedang beroperasi atau diolah. Semakin besar kapasitas memori akan meningkatkan kemapuan komputer tersebut. Memori diukur dengan KB atau MB.. Jadi cache memory adalah memori tempat menyimpan; memory tembolok; memory tempat persinggahan,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 utama tetapi di cache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem.
Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh CPU, hard drive, dan beberapa 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 membuat kecepatan Celeron dalam hal-hal tertentu kadang-kadang malah bisa mengalahkan Pentium II. Pengertian lain tentang Cache memory adalah memory berukuran kecil berkecepatan tinggi yang berfungsi untuk menyimpan sementara instruksi dan/atau data (informasi) yang diperlukan oleh prosesor. Boleh dikatakan bahwa cache memory ini adalah memory internal prosesor. Cache memory ini berbasis SRAM yang secara fisik berukuran kecil dan kapasitas tampung datanya juga kecil atau sedikit.
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).
sejarah perkembangan cache memory
Pentium Diluncurkan sekitar awal tahun ’90-an, tahun 1993 tepatnya, Pentium merupakan lompatan besar dalam sejarah prosesor X86 dimana arsitektur prosesor 32-bit mengalami perubahan yang sangat besar. Hal ini menyebabkan kecepatan Pentium ( 80586 atau singkatnya 586 ) secara clock-for-clock dengan prosesor 486 ( generasi sebelumnya ) jauh lebih cepat.
Dimulai dengan kecepatan 60 Mhz sampai 233 Mhz, prosesor ini telah membuat revolusi baru dalam dunia PC. Pada versi awalnya ( Pentium 60 Mhz ) prosesor ini pernah membuat heboh di kalangan dunia PC karena menurut seorang profesor, prosesor ini telah melakukan kesalahan perhitungan jika dilakukan kombinasi perhitungan perkalian dan pengakaran. Hal ini diakui oleh Intel yang lalu menarik kembali seluruh prosesor Pentium 60 Mhz sekaligus menghapus armada prosesor 60 dan 66 Mhz yang lalu diganti dengan Pentium 75 Mhz.
Di Indonesia, entah di negara lain, penulis mengamati kalau prosesor Pentium yang paling banyak dipakai adalah prosesor Pentium 133 Mhz, mungkin anda pembaca pernah memilikinya ?
Intel membuat chipset Pentium ini mulai dari FX, HX, VX sampai yang mampu mendukung Pentium versi akhir dengan MMX, chipset TX , bentuk pengepakan prosesornya adalah Socket-7.
Pentium mengalami sedikit perubahan arsitektur seiring dengan perkembangan teknologi dengan diperkenalkannya instruksi multimedia baru yang disebut MMX pada tahun 1994. Meskipun digemborkan oleh Intel kalau prosesor dengan kemampuan ini dapat meningkatkan pengalaman multimedia ( multimedia experience ) sampai 30-50%, tetapi pada kenyataannya kumpulan instruksi ini banyak tidak terpakai oleh para programmer multimedia ( terutama game ). Tetapi instruksi MMX ini merupakan cikal bakal dari instruksi SIMD ( Single Instruction Multiple Data ) yang sejak itu mulai dikembangkan. Instruksi 3DNow! Dari AMD sebagai contoh merupakan penyempurnaan dari instruksi MMX, demikian pula ISSE ( Internet Streaming SIMD Extension ) milik Intel sendiri.
Pentium Pro
Selama pengembangannya, Intel juga membuat Pentium yang dibuat khusus untuk komputer performa tinggi, seperti server, yaitu Pentium Pro. Untuk pertama kalinya Intel menyatukan L2-cache kedalam prosesornya. Tidak banyak Pentium Pro yang beredar, itu dikarenakan oleh sangat tingginya harga sebuah prosesornya, bahkan sampai saat ini ! Tidaklah heran jika hanya sedikit speed grades yang tersedia untuk Pentium Pro, antara 200 Mhz s/d 233 Mhz. Jika anda iseng-iseng mencari prosesor tipe ini, anda akan tercengang melihat harganya, apalagi jika dibandingkan dengan unsur teknologinya. Meski begitu arsitektur dasar Pentium Pro merupakan fondasi dari pengembangan Pentium II. Kelemahan dari Pentium Pro ini adalah lemahnya kemampuan menjalankan program 16-bit lama, ini dikarenakan memang arsitektur awal prosesor ini diutamakan untuk aplikasi 32-bit. Tidaklah heran jika performa Pentium Pro dibawah atau setara dengan Pentium jika menjalankan aplikasi 16&32-bit seperti Windows9X. Lain ceritanya jika menggunakan prosesor ini pada Windows NT yang desain awalnya sudah benar-benar 32-bit.
Pentium II
Dengan kode sandi pengembangan ‘Klamath’, Pentium II merupakan peningkatan signifikan dari arsitektur lama Pentium. Perubahan pada struktur dan besar cache, penempatan L2-cache, serta yang mencolok cara pengepakan prosesor yang baru, PPGA ( Plastic Pin Grid Array ) yang oleh Intel dulu dianggap dapat menekan biaya produksi prosesornya. Perubahan bentuk pengepakan prosesor ini membuat para pembuat motherboard terpaksa merubah rumah prosesor dari Socket ke slot, bernama Slot-1. Dengan cara ini, prosesor ditancapkan ke slot yang tersedia, mirip dengan menancap kartu ekspansi. Chipset awal Intel ( dan masih merupakan chipset terbaik sejauh ini ) untuk Pentium II adalah i440BX untuk PC standar, serta i440LX untuk budget PC.
Penempatan cache L2 didalam prosesor tetapi bukan diintinya juga merupakan perbedaan utama PII dengan Pentium. Kalau dulu cache ditaruh di motherboard, kali ini Intel menaruh cachenya di papan sirkuit prosesornya. Hal ini dapat meningkatkan kinerja prosesor karena cachenya bekerja pada ½ clock prosesor, jadi jika prosesornya bekerja pada 350 Mhz, cachenya berarti bekerja pada 175 Mhz. Ini merupakan peningkatan berarti dari arsitektur lama yang cachenya bekerja pada clock tertentu yang diatur motherboard.Pada Pentium II juga diperbaiki performa 16-bit dari pendahulunya, Pentium Pro. Sehingga dalam menjalankan aplikasi campuran 16 & 32-bit kecepatannya dapat terdongkrak.
Besar inti Pentium II juga lebih kecil, hal ini disebabkan prosesor ini dibuat pada pemrosesan 0.25-micron.
Tingkatan kecepatan Pentium II dimulai dari PII 233 Mhz sampai PII 450 Mhz. Dimana tingkat kecepatan yang paling sering ditemukan adalah antara 300-450 Mhz.
Celeron
Intel melihat pasar yang cukup besar dalam PC yang berharga dibawah $1000, dimana performa tidak terlalu diperhatikan, kasarnya komputer ‘yang penting jalan lah’. Intel memasuki pasar ini dengan meluncurkan prosesor Celeron, sebuah varian dari Pentium II dengan ‘mengkebiri’ beberapa kemampuan PII, pada akhir tahun 1998. Peng-‘kebiri’-an Celeron dapat dilihat dari ketidakhadiran cache L2 serta pembatasan FSB yang kalau PII bisa sampai 100 Mhz, Celeron cuma 66 Mhz. Kedua pembatasan itu dapat menurunkan harga Celeron sampai hampir ½ PII, tentu saja dengan penalti performa yang cukup buruk.
Performa Celeron yang buruk ini sempat dikritik oleh para entusias komputer, terutama karena ketidakhadiran cache L2 yang sangat berpengaruh pada performa prosesor. Oleh karena itu Intel meluncurkan Celeron yang ditambahi L2 cache tetapi cuma 128 KB, lebih kecil dari PII yang cachenya 512 KB, mulai tingkat kecepatan 300 Mhz, sehingga dipasaran ada 2 macam Celeron 300 Mhz, yang dengan cache L2 dan yang tidak memiliki L2 cache. Perbedaannya dapat dilihat dari inisial A dibelakang tingkat kecepatannya, jadi yang dengan cache L2 Celeronnya diberi nama Celeron 300A. Semenjak itu semua Celeron diatas 300 Mhz pasti memiliki 128 KB cache L2. Tetapi kesemuanya itu tidak menjadikan Celeron lebih baik dari PIII sampai versi terakhirnya pun, itu selain dikarenakan FSB-nya yang hanya 66Mhz, juga cache L2-nya yang cuma 4 way set associative, tidak seperti PIII yang 8-way set associative, and that matters much ! Kelihatan seperti prosesor yang dikebiri banget yah ?
Dikarenakan ketidakhadiran atau sedikitnya cache L2, Celeron dianggap prosesor yang paling mudah di overclock. L2 cache mempengaruhi kemampuan overclock prosesor karena begitu prosesor dinaikkan frekuensi clocknya melebihi kemampuannya maka secara otomatis clock pada cache juga terangkat. Jika tidak mempunyai cache maka masalahnya lebih mudah lagi. Penulis pernah mendengar kalau ada Celeron yang mampu di overclock dengan kenaikan sampai 400-450 Mhz, jadi jika ada Celeron 300 Mhz di overclock, maka kenaikannya bisa sampai 700-750 Mhz !! Gile benerrr......
FSB juga merupakan bottleneck yang menghalangi Celeron bersaing dengan kakak-kakaknya. Dengan FSB 66 Mhz, sebuah prosesor Celeron baru dapat menyaingi PII jika kecepatannya lebih cepat ¾-nya, dan hal itu cukup mengganggu pula, saya kira ini merupakan strategi Intel untuk menghindari Celeron untuk bersaing langsung dengan armada prosesor cepat lain milik Intel sendiri.
Satu hal yang perlu dicatat, Celeron merupakan prosesor pertama Intel yang menggunakan Socket 370, sehingga bentuk prosesornya balik ke seperti dahulu lagi, berbentuk bujur sangkar dan mempunyai kaki banyak ( dalam hal ini 370 pin ) dibawahnya. Hal ini dilanjutkan terus sampai sekarang, mungkin menandai awalnya kematian Slot-1... Peletakan inti Celeron Socket ini juga model baru, namanya FC-PGA ( Flip-Chip Pin Grid Array ) dimana inti prosesor diletakkan pada permukaan atas prosesor, sehingga dapat melepas panas lebih baik.
Celeron versi akhir, Celeron II, berisi arsitektur yang lebih baik lagi dari kakaknya, karena arsitekturnya berdasar pada PIII serta telah memiliki ISSE yang dulu hanya dimiliki oleh PIII. Serta mempunyai bentuk bukan slot lagi tapi balik ke Socket seperti Pentium lama. Dan juga Celeron II telah diproduksi pada 0.18-micron. Tetapi dalam waktu dekat kabarnya Intel berencana membuat Celeron II dengan FSB 100Mhz, dan itu merupakan kabar yang baik.
Pentium III ( Merced )
Dengan kode sandi pengembangan Merced, Pentium III dibuat untuk memperbaiki kelemahan-kelemahan yang ada di Pentium II dan menurut penulis pribadi juga merupakan jawaban Intel dari prosesor K6-2 AMD yang memiliki instruksi khusus 3Dnow!, semenjak PII tidak memiliki instruksi-instruksi khusus seperti itu, kecuali MMX milik Intel sendiri. Di prosesor PIII yang masih diproduksi pada 0.25-micron ini, telah dilakukan perubahan yang cukup mendasar. Hal yang berubah pada PIII adalah hadirnya instruksi-instruksi ISSE milik Intel yang merupakan pengembangan dari MMX itu sendiri.
Prosesor ini menggunakan L2 cache yang masih diluar inti prosesor, meski pada tahap ini Intel sudah mulai menyadari kalau arsitektur cache ini tidaklah membantu kinerja prosesor serta teknologinya sudah dapat menyatukan, demi menjaga kompabilitas pada slot, Intel terpaksa membuat prosesor ini masih dalam bentuk slot.
Pentium III ( Coppermine )
Diluncurkan pada awal tahun 2000, prosesor generasi ke-2 dari PIII ini memperbaiki hampir semua kekurangan PIII generasi awal, sekalian juga memperkenalkan untuk pertama kalinya teknologi FC-PGA terbaru Intel dalam pembuatan prosesornya dan tentu saja sudah diproses pada 0.18-micron. Juga diperkenalkan FSB 133 Mhz sehingga dapat mendongkrak kinerja prosesor. Pada Meski sebagian besar prosesornya berbentuk Socket lagi, tapi untuk beberapa speed grades masih mempertahankan bentuk Slot-1-nya untuk kompabilitas motherboard-motherboard lama.
Model Pentium III ini memiliki banyak model sampai mungkin dapat membingungkan. Terutama yang memiliki speed grades 600Mhz keatas, misalnya pada speed grade 600 Mhz ada yang 600, 600E, 600EB, ada juga yang 600B. Inisial E menunjukkan kalau FSB PIII 600Mhz itu sudah 133 Mhz, kalau inisial B-nya menunjukkan kalau bentuknya sudah FC-PGA ( PIII berbentuk Socket 370 ). Cukup memusingkan bukan untuk satu model prosesor saja ? Tetapi untuk yang diatas 800 Mhz, kebanyakan atau mungkin seluruh prosesornya pasti sudah memiliki bus FSB 133 Mhz dan sudah berbentuk Socket FC-PGA.
Pengembangan terbaru PIII generari kedua ini adalah dari sistem manajemen cachenya yang baru, disebut ATC atau Advanced Transfer Cache, yang memampukan cache yang terpasang pada PIII ini dapat mengawasi data apa yang paling sering dipakai pada aktifitas proses tertentu. Juga ditambahkan sekitar 20-30-an instruksi-instruksi multimedia baru yang oleh Intel disebut ISSE II.
PIII Coppemine berhasil menembus batas 1 Ghz dalam perlombaan Ghz yang telah ‘diadakan’ sekitar kuartal kedua tahun ini. Meski kalah dengan AMD yang telah mencapai 1 Ghz terlebih dahulu, Intel tampaknya telah banyak melakukan perubahan sana-sini agar prosesornya dapat ‘dipaksa’ untuk mencapai 1 Ghz. Prosesor PIII tertinggi saat penulisan artikel ini sudah mencapai 1.13 Ghz.
Pentium III ( Tualatin )
Pentium III generasi ke-3 ini dikabarkan tlah diluncurkan pada kuartal ke-1 atau 2 tahun 2001, selain akan memiliki clock yang lebih tinggi juga akan dibuat pada pemrosesan terbaru milik Intel, 0.13-micron. Satu hal yang menarik dari PIII Tualatin adalah prosesor ini mendukung penggunaan bus 200 Mhz, meski tetap mempertahankan bentuk Socket-370-nya. Tentunya ini membuat motherboard lama tidak akan dapat mendukung PIII Tualatin. Kabarnya Intel tidak akan langsung menggunakan kemampuan 200 Mhz PIII baru ini untuk menghindari persaingan langsung dengan saudaranya, Pentium 4. PIII baru ini juga akan mendukung baik SDRAM maupun DDR SDRAM. dan menurut konon critanya pentium !!! yang baru tidak dikluarkan lagi.
Pentium 4 ( Willamette )
Prosesor termutakhir dari keluarga Pentium adalah Pentium 4 (P4), yang proyeknya telah dimulai Intel sejak 1-2 tahun lalu. Dengan 1.4 Ghz sebagai speed grades terkecil untuk P4 ini membuat P4 menjadi prosesor 32-bit tercepat saat ini. Dibuat pada pemrosesan 0.18-micron untuk versi-versi awalnya, P4 akan secara bertahap berpindah ke 0.13-micron seiring dengan pertambahan clocknya. Diperkirakan P4 akan mampu dibuat sampai kisaran 2 Ghz.
Dengan menggunakan chipset baru berkode ‘Tehama’, prosesor ini pada rencananya akam menggunakan Rambus sebagai interface memory-nya, hal ini dikarenakan arsitektur prosesor ini lebih dioptimisasikan pada arsitektur Rambus. Penggunaan Rambus sebagai memory membuat mahalnya sebuah system yang menggunakan P4 ini, sekeping RIMM yang besarnya 64MB, harganya bisa mencapai $400-an, coba dibandingkan dengan DIMM SDRAM biasa yang harganya cuma $70-an, beda sekali bukan ? Tetapi jika melihat perfoma yang didapat, tampaknya mungkin harga semahal itu masuk akal bukan ?
Perubahan arsitektur ini juga membuat ukuran inti P4 menjadi lebih besar, sekitar 200-an mm2 , bandingkan dengan inti PIII yang cuma 150-an mm2 . Hal ini membuat prosesor P4 membutuhkan heatsink yang lebih besar dan frame pendingin yang lebih kuat juga. Belum lagi karena bentuknya yang ‘baru’ ini membuat para desainer casing harus membuat casing model baru lagi yang dapat merumahkan P4, standard ini telah disiapkan Intel dengan nama ATX 2.0. Jadi yang harapan untuk dapat mengupgrade PIII-nya ke P4 dapat anda buang saja, cukup disayangkan sekali ! Tetapi itulah resiko dari perkembangan teknologi. Hal ini menunjukkan kalau P4 memang investasi yang cukup mahal, tidaklah heran jika P4 untuk sementara hanya ditujukan untuk kalangan server saja, belum untuk desktop, tetapi ada pula rencana kearah situ.
Pentium 4 adalah prosesor generasi ketujuh yang dibuat oleh
Intel Corporation dan dirilis pada bulan
November 2000 meneruskan
prosesor Intel Pentium III. Nama core yang diperkenal adalah Willamette dan Northwood setelah itu disusul oleh Prescott dan Cedar-Mill.
Jenis – jenis cache memory
Pada saat ini, cache memory ada 3 jenis, yaitu L1 cache, L2 cache, dan L3 cache.
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.
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.
cache level 1 dan cache level 2 atau sering juga diistilahkan dengan cache L1 dan L2. Prosesor-prosesor lama generasi x386 dan generasi sebelumnya, tidak menggunakan cache L1. Generasi terbaru saat ini prosesor sudah menggunakan cache memory yang berkembang sejak ukuran 8, 64, 128 KB. Sedangkan pada cache L2, prosesor-prosesor terbaru menggunakan ukuran 64, 128, 256, dan 512 KB, semua tergantung dari jenis dan tipe prosesor yang digunakan. Bahkan, cache pada server seperti pada intel Xeon dan intel Itanium ada yang mencapai ukuran 1 dan 2 Mb.
Cache L1
| Cache data : 8 KB (Wilamette, Northwood); 16 KB (Prescott, Cedar-Mill)
Cache instruksi : 12 KB
|
Cache L2
| 256 KB, 512 KB, atau 1.024 KB, dalam tubuh, kecepatan penuh (setara dengan kecepatan prosesor) dengan lebar lajur 256-bit
|
Jenis cache L2
| Asosiatif delapan lajur, mendukung ECC
|
Baterai adalah salah satu alat penyimpan energi. Barang-barang elektronik yang kita miliki tentu tidak akan berfungsi bila tidak memiliki baterai. Salah satu contoh yang bisa kita ambil adalah ponsel, dimana digunakan baterai Lithium, yang dapat Anda isi kembali ketika muatan energinya mulai habis. Begitu mudahnya kita gunakan dan kita isi kembali.
