Seperti yang kita lihat saat ini, prosesor komputer telah berkembang beberapa tahun terakhir, dengan ukuran transistor yang semakin kecil setiap tahunnya. Ketika berbicara tentang prosesor, bukan hanya transistor dan frekuensi yang diperhitungkan, tetapi juga cache. Mungkin banyak orang yang mengetahui tentang CPU (Central Processing Unit). Tetapi kebanyakan tidak mengetahui Apa Itu Cache CPU: L1, L2, dan L3? Jadi seberapa penting cache CPU ini, dan bagaimana cara kerjanya?
Baca Juga: Apa Itu CPU: Fungsi, Cara Kerja, Dan Jenisnya
DAFTAR ISI
Apa Itu Cache CPU?
Sederhananya, cache adalah tipe memori yang sangat cepat. Seperti yang kita ketahui, komputer memiliki banyak jenis memori di dalamnya. Ada penyimpanan utama, seperti hard disk atau SSD, yang menyimpan sebagian besar data sistem operasi dan semua program. Selanjutnya, didalam komputer terdapat sebuah Random Access Memory, yang dikenal sebagai RAM. Ini jauh lebih cepat daripada penyimpanan utama. Terakhir, CPU memiliki unit memori yang lebih cepat, yang kita kenal sebagai cache.
Memori di komputer memiliki Hierarki berdasarkan kecepatan, dan cache berada di puncak hierarki ini, menjadi yang tercepat. Itu juga yang paling dekat dengan tempat pemrosesan pusat terjadi, menjadi bagian dari CPU itu sendiri. Cache adalah RAM Statis (SRAM), dibandingkan dengan RAM sistem, yang merupakan RAM Dinamis (DRAM). RAM statis adalah salah satu yang dapat menyimpan data tanpa harus selalu disegarkan, tidak seperti DRAM. Oleh sebab itu, cache lebih ideal menggunakan SRAM.
Baca Juga: Perbedaan Antara RAM DDR 2, 3, Dan 4
Bagaimana Cara Kerja Cache CPU?
Seperti yang sudah kita ketahui, sebuah program dirancang sebagai sekumpulan instruksi, untuk dijalankan oleh CPU. Saat kita menjalankan suatu program, instruksi ini harus berjalan dari penyimpanan utama ke CPU. Di sinilah hirarki memori berperan. Data pertama kali dimuat ke dalam RAM dan kemudian dikirim ke CPU. Mungkin CPU hanya mampu menjalankan sejumlah besar instruksi per detik.
Untuk memanfaatkan penuh kekuatannya, CPU perlu akses ke memori super cepat. Di sinilah cache masuk. Pengontrol memori melakukan pekerjaan mengambil data dari RAM dan mengirimkannya ke cache. Tergantung pada CPU yang ada di sistem kita, pengontrol ini dapat berada di chipset North Bridge pada motherboard atau di dalam CPU itu sendiri. Cache kemudian melakukan bolak-balik data dalam CPU. Hirarki memori juga ada di dalam cache.
Level Cache CPU: L1, L2, dan L3
Cache CPU dibagi menjadi tiga ‘Level’ utama, L1, L2, dan L3. Hirarki di sini sekali lagi sesuai dengan kecepatan, dan dengan demikian, ukuran cache.
Cache L1 (Level 1) adalah memori tercepat yang ada dalam sistem komputer. Dalam hal prioritas akses, L1 cache memiliki data yang paling dibutuhkan oleh CPU saat menyelesaikan tugas tertentu. Sejauh ukuran berjalan, cache L1 biasanya naik hingga 256KB. Namun, beberapa CPU yang sangat kuat sekarang membawanya mendekati 1MB.
Beberapa chipset server (seperti CPU Xeon top-end Intel) sekarang memiliki cache L1 1-2MB. L1 cache juga biasanya membagi dua cara, menjadi cache instruksi dan cache data. Cache instruksi berkaitan dengan informasi tentang operasi yang harus dilakukan CPU, sementara cache data menyimpan data yang digunakan untuk melakukan operasi.
Cache L2 (Level 2) lebih lambat dari cache L1, tetapi ukurannya lebih besar. Ukurannya biasanya bervariasi antara 256KB hingga 8MB, meskipun CPU yang lebih baru dan kuat cenderung bisa lebih dari itu. Cache L2 menyimpan data yang kemungkinan akan diakses oleh CPU berikutnya. Pada sebagian besar CPU modern, cache L1 dan L2 hadir pada core CPU sendiri, dengan masing-masing core mendapatkan cache sendiri.
Cache L3 (Level 3) adalah unit memori cache terbesar, dan juga yang paling lambat. Ini dapat berkisar antara 4MB hingga lebih dari 50MB. CPU modern memiliki ruang khusus pada dudukan CPU untuk cache L3, dan membutuhkan ruang yang besar.
Baca Juga: Apa Itu Cache? Bagaimana Cara Kerja Dan Fungsinya
Cache CPU Hit, Miss dan Latency
Data mengalir dari RAM ke cache L3, lalu L2, dan akhirnya L1. Ketika prosesor mencari data untuk melakukan operasi, pertama kali mencoba menemukannya di cache L1. Jika CPU dapat menemukannya, kondisi ini disebut cache hit. Kemudian hasil untuk menemukannya di L2, dan kemudian L3. Jika tidak menemukan data, ia mencoba mengaksesnya dari memori utama. Ini disebut cache miss.
Sekarang, seperti yang kita ketahui, cache dirancang untuk mempercepat bolak-balik informasi antara memori utama dan CPU. Waktu yang diperlukan untuk mengakses data dari memori disebut Latency. L1 memiliki latensi terendah, menjadi yang tercepat, dan paling dekat dengan inti, dan L3 memiliki yang tertinggi. Latensi meningkat banyak ketika ada cache miss. Ini karena CPU harus mendapatkan data dari memori utama.
Saat komputer menjadi lebih cepat dan lebih baik, pasti kita akan melihat penurunan latensi. Misalkan kita memiliki RAM DDR4 latensi rendah sekarang, dan SSD super cepat dengan waktu akses rendah sebagai penyimpanan utama, Hal itu dapat menyebabkan keduanya secara signifikan mengurangi latensi keseluruhan.
Sebelumnya, desain cache dulu memiliki cache L2 dan L3 di luar CPU, yang memiliki efek negatif pada latensi. Namun, kemajuan dalam proses fabrikasi terkait dengan transistor CPU telah memungkinkan untuk memasukkan milyaran transistor dalam ruang yang lebih kecil dari sebelumnya. Akibatnya, lebih banyak ruang tersisa untuk cache, yang memungkinkan cache sedekat mungkin dengan inti, dan hal itu mengurangi latensi secara signifikan.
Masa Depan Cache CPU
Desain cache selalu berkembang, terutama karena memori menjadi lebih murah, lebih cepat, dan lebih padat. Intel dan AMD telah melakukan percobaan dengan desain cache. Bahkan perusahaan Intel bereksperimen dengan cache L4. Pasar CPU bergerak maju lebih cepat dari sebelumnya. Dengan itu, kita terikat untuk melihat desain cache mengimbangi kekuatan CPU yang terus tumbuh. Selain itu, ada banyak yang bisa dilakukan untuk mengurangi kemacetan yang dimiliki komputer modern. Mengurangi latensi memori mungkin merupakan bagian terbesar darinya.
Kesimpulan
Jadi Apa Itu Cache CPU? Cache CPU adalah jenis memori cache yang digunakan prosesor komputer untuk mengakses data dan program lebih cepat daripada melalui memori host atau Random Access Memory (RAM). Ini memungkinkan menyimpan dan menyediakan akses ke program dan data yang sering digunakan. Sedangkan L1, L2, dan L3 di CPU adalah tingkatan atau level dari Cache CPU.
Sekian artikel Apa Itu Cache CPU: L1, L2, Dan L3. Nantikan artikel menarik lainnya dan jangan lupa share artikel ini ke teman-teman kalian. Terimakasih…