- Mapping (Pemetaan)
Saluran cache lebih sedikit dibandingkan dengan blok memori utama sehingga diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama ke dalam saluran cache. Selain itu, diperlukan juga alat untuk menentukan blok memori utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan akan menentukan bentuk organisasi cache. Terdapat tiga metode yang digunakan yaitu :
1. Pemetaan Langsung (Direct Mapping)
Pemetaan langsung adalah teknik yang paling sederhana, yaitu teknik ini memetakan blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Jika suatu block ada di cache, maka tempatnya sudah tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah sederhana dan murah. Sedangkan kerugian dari direct mapping adalah suatu blok memiliki lokasi yang tetap (jika program mengakses 2 blok yang di map ke line yang sama secara berulang-ulang, maka cache-miss sangat tinggi).
Berikut penjelasan lebih detail :
* Setiap blok pada main memory dipetakan dengan line tertentu pada cache. i = j modulo C di mana i adalah nomor line pada cache yang digunakan untuk meletakkan blok main memory ke-j.
* Jika M = 64 dan C = 4, maka pemetaan antara line dengan blok menjadi
seperti berikut :
Line 0 can hold blocks 0, 4, 8, 12, ...
Line 1 can hold blocks 1, 5, 9, 13, ...
Line 2 can hold blocks 2, 6, 10, 14, ...
Line 3 can hold blocks 3, 7, 11, 15, ...
* Pada cara ini, address pada main memory dibagi 3 field atau bagian, yaitu:
o Tag identifier.
o Line number identifier
o Word identifier (offset)
* Word identifier berisi informasi tentang lokasi word atau unit addressable lainnya dalam line tertentu pada cache.
* Line identifier berisi informasi tentang nomor fisik (bukan logika) line pada chace
* Tag identifier disimpan pada cache bersama dengan blok pada line.
* Untuk setiap alamat memory yang dibuat oleh CPU, line tertentu yang menyimpan copy alamat tsb ditentukan, jika blok tempat lokasi data tersebut sudah dikopi dari main memory ke cache.
* Tag yang ada pada line akan dicek untuk melihat apakah benar blok yang dimaksud ada line tsb.
Keuntungan Menggunakan Direct Mapping antara lain :
- Mudah dan Murah diimplementasikan
- Mudah untuk menentukan letak salinan data main memory pada chace.
Kerugian menggunakan Direct Mapping antara lain :
- Setiap blok main memory hanya dipetakan pada 1 line saja.
- Terkait dengan sifat lokal pada main memory, sangat mungkin mengakses blok yang dipetakan pada line yang sama pada cache. Blok seperti ini akan menyebabkan seringnya sapu masuk dan keluar data ke/dari cache, sehingga hit ratio mengecil. Hit ratio adalah perbandingan antara jumlah ditemukannya data pada cache dengan jumlah usaha mengakses cache.
Ringkasan Direct mapping Nampak pada table berikut :
Item
|
Keterangan
|
Panjang alamat
|
(s + W ) bits
|
Jumlah unit yang dapat dialamti
|
2s+w words or bytes
|
Ukuran Bloks sama dengan ukuran Line
|
2w words or bytes
|
Jumlah Blok memory utama
|
2s+w/2w=2s
|
Jumlah line di chace
|
M=2r
|
Besarnya tag
|
(s – r) bits
|
2. Pemetaan Asosiatif (Associative Mapping)
Pemetaan asosiatif mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache. Dengan pemetaan assosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan asosiatif yang utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh saluran cache secara parallel, sehingga pencarian data di cache menjadi lama.
- Memungkinkan blok diletakkan di sebarang line yang sedang tidak terpakai.
- Diharapkan akan mengatasi kelemahan utama Direct Mapping.
- Harus menguji setiap cache untuk menemukan blok yang diinginkan.
- Mengecek setiap tag pada line
- Sangat lambat untuk cache berukuran besar.
- Nomor line menjadi tidak berarti. Address main memory dibagi menjadi 2 field saja, yaitu tag dan word offset.
Melakukan pencarian ke semua tag untuk menemukan blok.
Cache dibagi menjadi 2 bagian :
1. lines dalam SRAM
2. tag dalam associative memory
* Keuntungan Associative Mapping : Cepat dan fleksibel.
* Kerugian Associative Mapping : Biaya Implementasi, misalnya untuk cache ukuran 8 kbyte dibutuhkan 1024 x 17 bit associative memory untuk menyimpan tag identifier.
Ringkasan Associative Mapping nampak pada tabel berikut:
Ringkasan Direct mapping Nampak pada table berikut :
|
Item
|
Keterangan
|
|
Panjang alamat
|
(s + W ) bits
|
|
Jumlah unit yang dapat dialamti
|
2s+w words or bytes
|
|
Ukuran Bloks sama dengan ukuran Line
|
2w words or bytes
|
|
Jumlah Blok memory utama
|
2s+w/2w=2s
|
|
Jumlah line di chace
|
Undertermined
|
|
Besarnya tag
|
s bits
|
0 komentar:
Posting Komentar