Apa itu Cache Memory? 6 Hal Yang Kamu Perlu Tahu

Di artikel lain, kami pernah menjelaskan kalau cache adalah data sementara yang digunakan untuk meningkatkan kenyamanan browsing. Nah, saat kamu belajar sistem komputer, kamu juga akan mengenal istilah cache memory. Lalu, apa itu cache memory?

Singkatnya, cache memory adalah memori yang menyimpan data cache pada komputer. Fungsi cache memory terkait dengan penyimpanan sementara dengan tujuan untuk meningkatkan kecepatan akses data yang sering digunakan.

Bagaimana itu bisa terjadi? Seperti apa cara kerja cache memory? Kami akan mencoba menjawab semua pertanyaanmu dalam artikel ini. Jadi, mari kita baca sampai selesai.

Apa Itu Cache Memory?

Cache memory adalah jenis memori yang bisa mengakses data dengan cepat sehingga membantu meningkatkan kinerja komputer. Memori ini digunakan untuk menyimpan salinan data yang bersifat sementara dari proses yang ada di komputer.

Di dalam cache memory tersimpan data-data yang sering digunakan atau penting bagi komputer. Nah, ketika prosesor membutuhkan data tersebut, tidak perlu lagi mengambilnya dari memori utama. Alasannya, perlu upaya lebih besar dan prosesnya lebih lambat.

Penjelasannya begini. Ketika kamu menggunakan komputermu, semua proses berjalan dengan akses data dan instruksi dari memori utama. Namanya, RAM (Random Access Memory). Sayangnya, RAM tidak terlalu cepat sehingga biasanya CPU perlu waktu untuk membaca data dari RAM.

Cache memory adalah komponen yang membantu prosesor mengambil data penting lebih cepat. Bahkan kecepatan cache memory bisa 100 kali lebih cepat dibanding RAM. Apalagi, cache memori terletak di dekat prosesor sehingga upaya yang diperlukan untuk proses tersebut juga lebih kecil.

Jadi sudah mulai paham kan apa itu cache memory? Tapi apa sebenarnya fungsi cache memory apabila sudah ada memori utama di sebuah komputer, ya?

Baca juga: Cache adalah: Pengertian, Fungsi dan Jenisnya!

Fungsi Cache Memory

Berikut ini adalah beberapa fungsi cache memory yang perlu kamu ketahui:

1. Menyimpan Data yang Sering Digunakan — cache memory menyimpan salinan data yang sering digunakan, seperti file yang baru saja diakses.
2. Perantara antara CPU dan RAM — cache memory menyambungkan CPU dan RAM dengan memiliki data salinan untuk membantu komunikasi proses keduanya.
3. Mengurangi Trafik — fungsi cache memory adalah mengatasi bottleneck dengan menyimpan data yang sering digunakan. Jadi, akan mengurangi kebutuhan transfer data antara CPU dan RAM.
4. Meningkatkan Kualitas Data — cache memory menyimpan data sementara sebelum ditulis ke RAMyang membuat data jadi lebih aman dan tidak rusak saat proses berlangsung.
5. Meningkatkan Kinerja Secara Keseluruhan — berkat fungsi cache memory, kinerja komputer meningkat tanpa harus menunggu data. Aplikasi bisa dibuka lebih cepat, website bisa loading lebih baik, dan lainnya.
6. Bekerja di Berbagai Level — cache memory ada dalam berbagai tingkatan dengan ukuran dan kecepatan yang berbeda. Ini memberikan keseimbangan antara kecepatan dan kapasitas memori agar akses data lebih efisien.
7. Melakukan prefetching — Secara proaktif mengambil data dari RAM dan menyimpannya untuk digunakan saat dibutuhkan.
8. Meningkatkan Daya Tahan Baterai — pada laptop, fungsi cache memory adalah mengurangi kebutuhan CPU sehingga mengurangi konsumsi daya dan memperpanjang penggunaan baterai.

Cara Kerja Cache Memory

Lalu, dengan berbagai fungsi cache memory di atas, bagaimana cara kerja cache memory, ya? Berikut penjelasannya:

• Data Request — Saat CPU membutuhkan data tertentu, ia akan memeriksa memori cache untuk mencari data. Biasanya bertingkat dari L1 cache ke L2 cache sampai L3 cache.
• Cache Lookup — Cache memory mencari data yang diminta di dalam baris blok data yang tersimpan, dengan dua kemungkinan datanya ada atau belum disimpan.
• Cache Hit — Kalau data tersedia, data itu langsung diserahkan ke CPU untuk diproses lebih lanjut.
• Cache Miss — Kalau data tidak ketemu, cache memory pergi ke RAM mencari data tersebut. Tentu saja pada tahapan ini prosesnya akan lebih lama. Kalau masih tidak ditemukan di RAM, maka pencarian data akan sampai pada HardDisk.
• Data Retrieval — Setelah mendapatkan data, maka akan langsung disimpan di cache memory.
• Cache Update — Dengan adanya data baru, maka akan ada upaya untuk melakukan update. Artinya, data baru ditempatkan di cache memory menggantikan data yang usang.
• Data Invalidation — Data usang akan dihilangkan dari cache memory untuk memastikan setiap ada permintaan data dari CPU, dipastikan hanya data baru yang diberikan.

  

Beli Cloud VPS

Jenis-jenis Cache Memory

Jenis jenis cache memory adalah sebagai berikut:

1. Cache Level 1 (L1 Cache)

Ini adalah cache memory yang paling dekat dengan CPU. Cache ini sangat kecil tapi juga yang paling cepat. Ukurannya sekitar 8 KB sampai 64 KB. Cache L1 memiliki peran penting dalam menyimpan data dan instruksi yang dibutuhkan langsung oleh CPU. Dalam waktu yang singkat, cache ini membantu CPU bekerja dengan kecepatan tinggi.

2. Cache Level 2 (L2 Cache)

Cache L2 adalah jenis cache memory yang terletak di luar chip CPU, tetapi masih dekat dengan CPU. Ukurannya lebih besar dari cache L1, biasanya antara 256 KB hingga 4 MB. Meski lebih lambat dari cache L1, Cache L2 tetap lebih cepat daripada memori utama atau RAM.

Fungsi cache memory adalah menyimpan data yang sering digunakan oleh cache L1 dan kadang-kadang oleh CPU. Cache L2 bertindak sebagai penyimpanan tambahan untuk mengakses data dengan lebih cepat.

3. Cache Level 3 (L3 Cache)

Mirip dengan L2, Cache L3 juga cache memory yang ada di luar chip. Ukurannya tentu lebih besar atau bahkan yang paling besar bisa bisa mencapai 8 MB sampai 64 MB. Dengan ukuran tersebut, tentunya L3 lebih lambat dari cache L2. Kenapa jenis memory cache ini dibutuhkan? Untuk menyimpan data yang jarang digunakan oleh cache L1 dan L2. Plus, mengelola data bersama yang diakses oleh beberapa core.

4. Last Level Cache (LLC)

Jenis cache memory ini digunakan oleh semua core dalam prosesor multi-core. Cache ini dikenal sebagai Last Level Cache (LLC) dan terletak di luar chip. LLC merupakan cache terbesar dalam susunan cache memory. Mirip dengan cache L3, tapi LLC sering digunakan di komputer dengan beberapa soket CPU.

5. Unified Cache

Jenis memory cache ini terkait dengan ukuran dan lokasinya, tapi fungsi cache memory itu sendiri. Sesuai namanya, unified cache menggabungkan cache data dan cache instruksi ke dalam satu ruang memori. Manfaat memory cache ini adalah penyederhanaan desain cache dan pengurangan inkonsistensi data. Sebagian besar CPU modern menggunakan jenis cache ini.

6. Trace Cache

Jenis memory cache ini menyimpan urutan instruksi yang sering digunakan. Dengan begitu, bisa menebak apa yang dibutuhkan oleh CPU. Keuntungannya adalah bisa meningkatkan kinerja aplikasi yang menggunakan kode yang sama berulang-ulang. Itulah kenapa beberapa CPU dengan performa tinggi menggunakan trace cache.

7. Cache Hard Drive

Dilihat dari namanya, ini merupakan jenis cache memory yang terintegrasi ke dalam hard drive. Dengan cache ini, komputer bisa lebih cepat mengakses data daripada mencari data langsung dari hard drive. Cache memory hard drive ukurannya biasanya berkisar antara 16 MB hingga 256 MB.

8. Web Cache

Ini merupakan jenis cache memory yang berbeda lagi. Sebab lokasinya berada di perangkat pengguna, lebih tepatnya di browser. Itulah kenapa cache web sering disebut sebagai cache browser. Berbeda dengan beberapa jenis cache memory sebelumnya, ukuran cache ini bervariasi karena tergantung pada penggunaan dan storage yang tersedia. Secara teknis, fungsi cache web adalah menyimpan salinan website, seperti HTML, CSS, JavaScript, gambar.

9. Server Cache

Seperti namanya, cache memori ini dipakai di server. Tugasnya terkait dengan mengatur data di jaringan komputer perusahaan atau penyedia layanan internet (ISP). Server cache sangat berguna untuk membuat jaringan lebih cepat. Selain itu bisa mengurangi waktu tunggu saat mengirim data, dan membuat pengguna lebih senang saat mengakses internet.

Tidak heran banyak pemilik website yang memilih hosting dengan teknologi server terbaik. Tujuannya agar semua bagian, termasuk memory cache, bisa bekerja dengan baik. Itu juga terjadi kalau kamu menggunakan layanan hosting VPS murah.

Baca juga: Redis di Semua Hosting DomaiNesia: Untuk Pengelolaan Cache Terbaik

Kelebihan dan Kekurangan Cache Memory

Dengan berbagai fungsi dan jenisnya, apa sih kelebihan dan kekurangan cache memory?

Kelebihan Cache Memory

Inilah kelebihan cache memory secara umum:

• Peningkatan kecepatan — tidak bisa dipungkiri bahwa semua jenis cache memory punya akses data yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan RAM. Bahkan, L1 Cache modern memproses permintaan data tersebut hanya hitungan nanodetik.
• Berkurangnya Latency — Dengan adanya semua data sementara dari cache memory, waktu yang dibutuhkan oleh CPU untuk mengakses data menjadi semakin kecil. Ini berarti latensinya berkurang.
• Kerja Sistem Lebih Efisien — Proses pengambilan data yang cepat memungkinkan CPU untuk bekerja pada potensi maksimalnya sehingga bisa menyelesaikan setiap tugas dengan lebih cepat.
• Penggunaan bandwidth berkurang — Karena tidak harus selalu mengambil data baru langsung dari memori utama maka otomatis kebutuhan transfer data jauh berkurang.
• Hemat Energi — Dengan semakin berkurangnya proses transfer data, cache memory adalah komponen yang membantu menghemat energi dan memperpanjang masa pakai baterai.
• User Experience Lebih Baik — Dengan loading lebih cepat dan performa yang lebih lancar, pengguna akan lebih nyaman saat browsing, membuka aplikasi, dan mengakses server.

Kekurangan Cache Memory

Inilah kekurangan cache memory yang perlu dicatat:

• Ukuran Kecil — Karena ukurannya kecil, cache memory memiliki batasan penyimpanan data. Jadi, kadang data yang dicari tidak tersimpan di cache memory.
• Lebih Rumit — Karena ukuran kecil, cache memory memiliki batasan penyimpanan data. Oleh karena itu, terkadang data yang dicari tidak tersimpan di cache memory..
• Harga — Tambah perangkat komputer berarti tambah harga. Belum lagi, ada beberapa jenis memory cache yang harganya lumayan mahal karena performanya yang tinggi.
• Performa Menurun Seiring Waktu — Di awal, performanya akan optimal. Tapi, seiring berjalannya waktu, cache memory akan semakin lambat dan kinerja keseluruhan sistem juga akan menurun.
• Panas — Penggunaan cache memory dengan performa tinggi dapat membuat sistem menjadi panas, kecuali jika didukung oleh sistem pendinginan yang baik.

  

Kesimpulan

Ternyata ada banyak hal yang bisa dipelajari tentang cache memory. Seperti yang kamu tahu, cache memory adalah komponen penting dalam sistem komputer yang berperan dalam meningkatkan efisiensi komunikasi data antara CPU dan RAM. Kamu bisa menemukan berbagai jenis cache memory pada berbagai sistem, baik itu komputer, server, maupun saat melakukan browsing.

Sekarang, setelah kamu tahu bagaimana cache memory bekerja dan kelebihan serta kekurangannya, kamu bisa menggunakannya untuk memahami sistem komputer secara keseluruhan. Semoga informasi ini bermanfaat dan jika kamu masih punya pertanyaan, jangan sungkan untuk bertanya di kolom komentar.