Monday, September 30, 2013

Prinsip dan Elemen cache memory


Prinsip cache memory
Prinsip elemen cache memory adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data atau intruksi yang sering di akses. Memori ini merupakan memori berkapasitas terbatas, berkecepatan tinggi yang lebih mahal dibanding memori utama. Cache memori terletak diantara memori utama dan register CPU, dan berfungsi agar CPU tidak langsung mengacu  ke memori utama tetapi di cache yang kecepatan aksesnya lebih tinggi. Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut. Sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat. Cache memori ini terletak antara register dan memori utama hingga pemprosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama
.
Elemen cache memory
Ukuran cache
Disesuaikan dengan kebutuhan untuk membantu kerja memori. Semakin besar ukuran cache semakin lambat semakin banyak jumlah gerbang dalam pengalamatan cache.

Fungsi pemetaan asosiatif
Pemetaan asosiatif dapat mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache.

Algoritma penggantian
Ada 2 metode algoritma penggantian yaitu Write-through dan Write-back.Write-through adalah Cache dan memori utama diupdate secara bersamaan waktunya. Sedangkan Write-back melakukan update data di memori utama hanya pada saat word memori telah dimodifikasi dari cache.

Ukuran blok
Blok yang berukuran lebih besar mengurangi jumlah blok yang menempati cache. Dengan meningkatkan ukuran blok, maka jarak setiap word tambahan menjadi lebih jauh dari word yang diminta, sehingga menjadi lebih kecil kemungkinannya untuk diperlukan dalam waktu dekat.

Line size                                                                      
Jumlah cache, satu atau dua tingkat
Cache satu tingkat adalah memori yang bernama L1 yang terletak paling dekat dengan prosessor. Data yang berada di memori ini adalah data yang paling penting dan paling sering di akses. Biasanya data disini adalah data yang telah diatur melalui OS (operating system) menjadi Prioritas Tertinggi (high priority).

Cache dua tingkat adalah memori yang bernama L2 yang terletak di mother board. Bentuk khusus dari L2 yang mirip seperti memory module yang dapat diganti-ganti tergantung motherboardnya. Di L2 cache ini, kapasitas lebih besar dari pada L1 cache. Ukurannya berkisar antara 256 KB- 2 MB. Biasanya L2 cache yang besar diperlukan di mother board untuk server. Kecepatan akses sekitar 10 nano second.



Referensi :

Sejarah komputer dari generasi pertama sampai generasi sekarang


Komputer generasi pertama tahun 1946-1959
Komputer pada generasi pertama menggunakan vacum tube (hampa udara) sebagai penguat sinyal. Bahan bakunya terdiri dari kaca dan banyak memiliki kelemahan.
Komponen lainnya terdiri dari :
Menggunakan bahasa assembler, prosses penyimpanan memorinya sangat kecil, prosses lambat, cepat panas, sumber daya listrik besar dan berorientasi aplikasi bisnis.

Komputer generasi kedua tahun 1959-1964
Komputer generasi kedua sirkuitnya menggunakan transistor. Bahan bakunya terdiri atas 3 lapis, yaitu : basic, collector, emmiter.
Komponen lainnya terdiri dari :
Menggunakan bahasa tingkat tinggi (fortran, cobol, algo), proses cepat, daya sumber listrik cukup kecil, aplikasi yang digunakan pebisnis dan teknik.

Komputer generasi ketiga tahun 1964-1970
Komputer generasi ketiga konsepnya semakin kecil dan semakin murah dari transistor, dan akhirnya memacu orang untuk terus melakukan berbagai penelitian. Ribuan transistor akhirnya berhasil digabung dalam satu bentuk yang sangat kecil dan hanya memiliki ukuran beberapa milimeter yang berhasil diciptakan yaitu bernama IC-chip (integrated circuit).
Komponen lainnya terdiri dari :
Prosessnya lebih cepat, sumber daya listrik hemat, banyak bermunculan aplikasi yang digunakan.

Komputer generasi keempat tahun 1970-1990
Komputer generasi keempat sirkut yang digunakan komputer ini menggunakan ciri khas microprossesor yang merupakan pemadatan ribuan IC ke dalam sebuah chip. Karna bentuk semakin kecil dan kemampuan yang semakin meningkat dan harga yang ditawarkan juga semakin murah.

Komputer generasi kelima tahun 1990 sampai saat ini
Komputer generasi kelima sampai saat ini generasi yang ditandai dengan munculnya LSI  (large scale integration) yang merupaka pemadatan ribuan microprossesor. Dan komputer tersebut dapat berinteraksi dengan mudah kepada manusia. Komputer ini sudah masuk kedalam pentium dan suah mulai banyak dikembangkang oleh para peneliti. Komputer ini pun tidak banyak makan tempat/ruang dan aplikasi yang ditawarkan sudah banyak.



Referensi :
Buku semester satu

PERBEDAAN ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

PERBEDAAN ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

PERBEDAAN ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER :
      Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol
Sedangkan arsitektur komputer mempelajari atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program
contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.

# apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.

Ø  Arsitektur sama, organisasi dapat berbeda

Ø  Arsitektur bertahan lama, organisasi menyesuaikan perkembangan teknologi artinya Arsitektur komputer dapat bertahan bertahun-tahun tapi organisasi komputer dapat berubah sesuai dengan perkembangan teknologi.
Pabrik komputer memproduksi sekelompok model komputer, yang memiliki arsitektur sama tapi berbeda dari segi organisasinya yang mengakibatkan harga dan karakteristik unjuk kerja yang berbeda. contoh :

ü  Semua intel family x86 memiliki arsitektur dasar yang sama
ü  Family IBM system/ 370 memiliki arsitektur dasar yang sama
ü  Organisasi antar versi memiliki perbedaan.

1.    Arsitektur Komputer berkaitan erat dengan atribut-atribut sebuah sistem yang tampak (Visible) bagi seorang program.
 
Contoh Atribut Arsitektural Adalah :set instruksi, jumlah bit utk representasi bermacam jenis data, mekanisme I/O, dan teknik-teknik pengalamatan memory.
2.    Organisasi Komputer berkaitan erat dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural.
Contoh Atribut Organisasional Adalah :rincian hardware yang dapat diketahui oleh pemrogram, seperti sinyal kontrol, interface komputer, dan teknologi memori yang digunakan.
Arsitektur Komputer :
 
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem computer.Biasanya mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan eksekusi logis sebuah program.
Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya).
Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.
Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.
Arsitektur komputer mempelajari atribut - atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.Sebagaimana contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.
Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:
1.    Set instruksi (ISA)
2.    Arsitektur mikro dari ISA, dan
3.    Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

Organisasi Komputer :
 
Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Biasanya mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen-komponen sister komputer.
Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.
Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.
Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural
contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol

Perbedaaan Utamanya :
Organisasi Komputer :
-    Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional
-    Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal control
Arsitektur Komputer :
-    Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer
-    Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O
 
SUMBER :
1.    http://dit-zhou.blogspot.com/2010/05/perbedaan-arsitektur-dan-organisasi.html
2.    http://dwioktaviali.blogspot.com/2012/10/perbedaan-antara-organisasi-computer.html
3.    http://uyuyharussemangat.blogspot.com/2012/10/perbedaan-arsitektur-komputer-dan.html

4.    http://faridadi91.blogspot.com/2012/10/perbedaan-arsitektur-dan-organisasi.html