Bagaimana Cache Memori Mempercepat Pemrosesan Komputer?

Pendahuluan
Prosesor komputer terus-menerus meminta informasi dari memori komputer dengan kecepatan yang sangat cepat, tetapi memori utama, biasanya disebut memori akses acak (RAM), tidak dapat merespons untuk permintaan ini dengan kecepatan yang sama. Karena itu, prosesor harus menunggu memori utama untuk mengembalikan informasi yang diminta, yang memaksa prosesor bekerja pada kecepatan di bawah kapasitas maksimumnya. Cache memori adalah sejumlah kecil memori yang digunakan oleh prosesor komputer untuk menyimpan informasi yang dapat diambil dengan sangat cepat, mengurangi kebutuhan prosesor untuk menunggu tanggapan dari memori utama.

Desain Memori Cache
Sebagian besar prosesor saat ini menggunakan banyak level cache memori, dengan beberapa level cache memory tercepat yang ada di dalam prosesor itu sendiri dan beberapa level cache yang lebih lambat berada di motherboard. Setiap level cache memori bertambah besar karena semakin menjauh dari prosesor. Struktur cache memori memiliki indeks, penunjuk ke indeks di memori utama, data yang disimpan di memori utama dan bendera yang menunjukkan apakah data masih valid.

Pengoperasian Memori Cache
Karena memori cache adalah subset yang lebih cepat dari jumlah memori utama yang lebih besar di komputer, prosesor akan memeriksanya terlebih dahulu ketika mencari informasi. Jika cache berisi informasi yang diminta oleh prosesor dan informasi itu valid, prosesor akan menggunakan hasil dari cache, yang dikembalikan ke prosesor dengan sangat cepat, sehingga meningkatkan pengoperasian komputer. Jika informasi tidak ada dalam cache atau informasi dalam cache ditandai sebagai tidak valid, maka telah terjadi kesalahan cache, dan prosesor harus mengakses memori utama untuk mengumpulkan informasi. Informasi itu kemudian ditulis ke cache untuk digunakan di masa depan. Jika ada beberapa lapisan cache memori, setiap lapisan cache beroperasi dengan cara yang sama. Permintaan data diteruskan ke lapisan terendah, dan jika tidak berisi jawaban, permintaan diteruskan ke lapisan berikutnya, dan seterusnya hingga data ditemukan atau permintaan diteruskan ke memori utama.

Ringkasan
Kunci untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan komputer adalah memungkinkan informasi mengalir melalui prosesor secepat mungkin, dan cache memori berfungsi menuju tujuan itu dengan mengurangi jumlah waktu yang dihabiskan prosesor untuk menunggu informasi. Memori cache adalah komponen penting dari semua komputer yang dirancang saat ini, karena meningkatkan kinerja prosesor, dan sejumlah cache memori biasanya dibangun ke dalam prosesor itu sendiri. Desain cache memori juga penting, karena memengaruhi kemampuan prosesor untuk bekerja pada kapasitas maksimumnya dengan meminimalkan kesalahan cache.

URL:https://komputer.whycomputer.com/Perangkat-keras/101300610.html