Cache Memory (by Nazirul Anwar)

CACHE

Cache adalah sesuatu yang alamat internet yang kerap diakses oleh pengguna.Dimana ia disimpan di dalam register.Secara mudahnya cache ialah mengurangkan masa untuk mengakses sesuatu alamat internet.

Bagi memudahkan untuk memahami apa itu cache, contoh seorang pelajar  membuat ulangkaji subjek matematik, ia perlu mengambil buku rujukan di rak.Setelah selesai menggunakan buku tersebut beliau tidak perlu memulangkan buku tersebut di rak kerana jika ia mahu menggunakan semula dia tidak perlu ke rak ntuk mengambilnya.

Peta Cache Langsung (Direct mapped Cache)

-Lokasi ditentukan oleh alamat

Contoh:-

Wordr	Binary addr	Hit/Miss	Cache block
22	10 100	Miss	000
26	11 010	Hit	010

Tags and Valid Bits

Bagaimana kita mengetahui blok disimpan dalam lokasi cache?

-Menyimpan alamat blok sama seperti menyimpan data

-Hanya memerlukan arahan-tinggi bits

-Dipanggil ‘tag’

Bagaimana jika tiada data didalam lokasi

-Valid bit: 1 = present, 0 = not present

-Initially 0

Mengakses Cache

Jumlah no bits diperlukan untuk cache

2ⁿ x (saiz blok + saiz tag + saiz sah kawasan)

Pertimbangan Saiz Blok

-Makin besar saiz blok sepatutnya mengurangkan kadar tak kena

-Makin kurang penalty

Contoh:-

Berapa banyak jumlah bits diperlukan untuk cache dengan 16kb dan 4-blok perkataan, andaikan alamat 32-bit

-16kb is 4k (2¹²) perkataan

-Dengan saiz blok untuk 4 perkataan (2²),1024 (2¹⁰) blok yang tinggal untuk saiz cache

-Setiap blok mempunyai 4x32 =128 bits data tambah tag, dimana 32-10-2-2 bits

-Jumlah saiz cache ialah

       ·   2¹⁰ x (4x32+(32-10-2-2) +1)

       ·  2¹⁰ x147

       ·  147 Kbits

Purata Masa Akses

§ 

       Masa ‘Hit’ juga penting untuk keupayaan

§  Averag memory access time (AMAT)

§  AMAT= Hit time +Miss rate x Miss penalty

Contoh:-

-CPU with 1ns clock, hit time = 1 cycle, miss penalty=20 cycles I-cache miss rate= 5%

-AMAT = 1 + 0.05 x 20 = 2ns

 § 2 cycles per instruction

Rumusan Keupayaan

 ü  Apabila prestasi CPU meningkat

 –penalti miss menjadi lebih ketara

 ü  Pengurangan asas CPI

 –Kadar yang lebih besar masa yang dihabiskan untuk melengahkan memori

 ü  Meningkatkan kadar jam

–Memory stalls account for more CPU cycles

 ü Tidak boleh mengabaikan tingkah laku cache apabila menilai prestasi sistem