2. Pengembangan teknologi dalam perjalanan waktu
menawarkan memori dengan kapasitas besar,
kecepatan tinggi dengan harga murah.
Untuk itu, perancang komputer menemukan
beberapa teknik desain untuk mengembangkan
memori kecil dan lambat disebut teknik
manajemen memori.
3. Teknologi memori seperti: memori semikonduktor,
hard disk magnetik, pita magnetik, disk optik.
5. Tujuannya : untuk mendahului ketika ada instruksi dieksekusi oleh
prosesor dan terdapat instruksi berikutnya dari memori utama.
Penyangga prefetch digunakan untuk menyimpan suatu antrian
instruksi karena beberapa instruksi diambil sebelumnya dari memori
utama.
Prefetch instruksi adalah suatu fitur hardware dan program yang
bukan menyangkut keberadaan antrian instruksi.
Contoh :
◦ Instruksi skrg adalah instruksi JUMP
◦ Instruksi berikutnya tidak berada pada antrian
◦ Sehingga antrian kosong dan prosesor harus menunggu waktu
pengambilan instruksi setelah setiap instruksi JUMP
6. Bandwidth memori : jumlah byte yang ditransfer
per detik.
CPU mampu menangani bandwidth yang lebih
tinggi dari memori.
Karena itu CPU harus istirahat/menunggu
instruksi atau data dari memori.
Interleave Memori :
◦ Suatu teknik reorganisasi memori utama menjadi modul-modul
independen yang jamak agar bandwidth
ditingkatkan menjadi beberapa kali.
7. Kelemahan Interleave Memori :
◦ Diperlukan pendekodean bank dan sirkuit enable. Hal ini
meningkatkan biaya.
◦ Waktu tunda nominal didahului oleh sirkuit logika
pendekode akses efektif dan bandwidth.
◦ CPU harus mempunyai sirkuit logika tambahan untuk
memulai dan menangani serangkaian siklus baca/tulis
memori.
8. Kebalikan dari prefetch instruksi
Buffer tulis berisikan:
◦ Alamat memori
◦ Data yang akan ditulis
Fungsi :
◦ Dapat digunakan untuk menyimpan informasi untuk lebih
dari satu operasi tulis.
Cara kerja :
◦ CPU menulis data ke memori utama dan buffer tulis menyimpan
hasil dari suatu instruksi tersebut.
◦ Jika memori sibuk mengerjakan beberapa operasi maka buffer
tulis mengajukan waktu tunggu pada CPU.
9. Adalah suatu buffer tengah antara CPU dan
memori Utama.
Tujuan :
◦ Untuk mengurangi waktu tunggu CPU selama
pengaksesan memori utama.
Akibat sistem tanpa memori cache :
◦ Waktu akses memori utama lebih besar dari periode
clock prosesor.
◦ Kecepatan CPU yang tinggi terbuang selama akses
memori.
10. Macam-macam operasi cache :
◦ Temporal Locality
Instruksi yang sedang diambil dapat diperlukan kembali dengan
segera
◦ Spatial Locality
Instruksi-instruksi yang berdekatan dengan instruksi sekarang
dapat diperlukan segera.
3 metode pemetaan memori cache:
◦ Pemetaan Langsung
◦ Pemetaan Asosiatif penuh
◦ Pemetaan asosiatif set
11. Alamat memori utama dikelompokan dalam 3 field
:
◦ TAG
◦ LINE
◦ WORD : bit-bit dalam WORD menunjukkan banyaknya
Untuk menentukan jumlah blok, memori cache mempunyai c
baris dan memori utama mempunyai m blok
word dalam blok.
Rumus :
Icm = bmm modulo c
◦ Dimana
Icm = nomor baris cache
bmm = nomor blok memori utama
C = jumlah total baris cache
12. Alamat memori terdiri dari :
◦ TAG : menunjukkan nomor blok memori
Bila prosesor melakukan operasi pembacaan memori,
pengontrol cache harus mencocokkan field TAG dalam
alamat dengan isi TAG pada semua baris dalam cache.
Jika cocok maka blok yang tersimpan dalam baris tersebut
dibaca oleh cache.
Jika tidak cocok maka pengontrol cache memulai operasi
pembacaan memori utama.
◦ WORD : log2 B, dimana B adalah jumlah word dalam
blok.
13. Contoh :
◦ Misalkan sebuah memori utama mempunyai 2K blok,
memori cache 32 baris, dan setiap blok terdiri atas 8
word. Tunjukkan contoh pemetaan asosiatif penuh.
◦ Jawab:
Field word : log2 B = log2 8 = log2 2^3 = 3 bit
14. Merupakan gabungan konsep pemetaan langsung dan
pemetaan asosiatif, untuk memberikan biaya efektif dan
kelayakan skema pemetaan yang fleksibel.
Format mempunyai 3 field :
◦ TAG
◦ SET : menyediakan nomor set
◦ WORD
Rumus :
r = s x l
dimana : r = jumlah total baris memori cache
s = jumlah set memori cache
l = jumlah baris didalam set
15. Contoh :
◦ Misalkan sebuah memori utama mempunyai 2K blok,
memori cache 32 baris, dan setiap blok terdiri atas 8
word. Tunjukkan contoh pemetaan asosiatif set dengan
jumlah blok dalam setiap set adalah 4.
◦ Jawab :
◦ S = r/ l
= 32 / 4 = 8 set
maka field set : log2 8 = log2 2^3 = 3 bit
16. Diperlukan jika :
◦ Ruang memori utama prosesor tidak cukup untuk
menjalankan program besar
◦ Ukuran fisik memori utama dibiarkan kecil untuk
mengurangi biaya walaupun prosesor mempunyai ruang
memori logik yang besar.
Keuntungan :
◦ Ukuran program tidak dibatasi oleh ukuran memori fisik
◦ Pemakai tidak perlu mengestimasi alokasi memori
◦ Program dapat diload dalam suatu area memori fisik
karena program tidak menggunakan alamat fisik.
17. Dua metode implementasi memori virtual:
◦ Paging
Software sistem membagi program menjadi sejumlah page.
◦ Segmentasi
Pemrogram (bahasa mesin) menyusun program kedalam
segmen-segmen berbeda.
