Aditya Wikan Mahastama

dokumen-dokumen yang mirip
Cache Memori (bagian 3)

Pertemuan 8 : Sistem Memory

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

Cache Memori (bagian 1)

CACHE MEMORI (BAGIAN 3)

Mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori

Karakteristik Cache Memory (Pertemuan ke-13)

Pertemuan Ke-10 Cache Memory

Chapter 4 Internal Memory

Pertemuan ke 5 Cache Memory. Computer Organization Dosen : Eko Budi Setiawan

Pertemuan ke 9 Memori

Hanif Fakhrurroja, MT

BUS, Cache & Shared Memory. Team Dosen Telkom University 2016

Aditya Wikan Mahastama

Aditya Wikan Mahastama

Soal Tugas 9: PBL (PR)

Aditya Wikan Mahastama

MEMORI INTERNAL Minggu 9

Memori? menunjuk ke penyimpanan disket. Tempat informasi, dibaca dan ditulis

STRUKTUR CPU. Arsitektur Komputer

Organisasi dan Arsitektur Komputer

Cache Memory Direct Mapping (Pertemuan ke-11)

ARSITEKTUR ORGANISASI KOMPUTER MEMORY

Organisasi dan Arsitektur Komputer : Perancangan Kinerja. Chapter 4 Memori Internal. (William Stallings) Abdul Rouf - 1

Sistem Operasi Pertemuan 1 Arsitektur Komputer. (Penyegaran) H u s n i Lab. Sistem Komputer & Jaringan Teknik Informatika Univ.

Sistem Operasi. Struktur Sistem Komputer. Adhitya Nugraha. Fasilkom 10/6/2014

IKI20210 Pengantar Organisasi Komputer Kuliah no. 6c:Cache Memory. Bobby Nazief Johny Moningka

JAWABAN ORGANISASI KOMPUTER 7 Agustus 2004

Arsitektur Set Instruksi. Abdul Syukur

Pertemuan ke 5 BAB IV Sintesis Rangkaian Sekuensial (2) Deskripsi Manfaat Relevansi Learning Outcome Materi I. Rangkaian Memori Terbatas RAM dinamik


Cache Memori (bagian 2)

Struktur Sistem Komputer

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

Hal-hal yang perlu dilakukan CPU adalah : 1. Fetch Instruction = mengambil instruksi 2. Interpret Instruction = Menterjemahkan instruksi 3.

4/1/2014 ARSITEKTUR ORGANISASI KOMPUTER MEMORY

Mengapa mempelajari Arsitektur dan Organisasi Komputer ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER PART I: OVERVIEW 03/09/2014

PROGRAM STUDI S1 SISTEM KOMPUTER UNIVERSITAS DIPONEGORO. Oky Dwi Nurhayati, ST, MT

1 Tinjau Ulang Sistem Komputer

PENGANTAR ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER ARSITEKTUR SISTEM MEMORI

Arsitektur Komputer dan Sistem Operasi. Hirarki Memori. Sekolah Teknik Elektro dan Informatika - ITB

Oleh: 1. Singgih Gunawan Setyadi ( ) 2. Handung Kusjayanto ( ) 3. Wahyu Isnawan ( )

Hanif Fakhrurroja, MT

Pertemuan 2 Organisasi Komputer II. Struktur & Fungsi CPU (I)

Aplikasi Kombinatorial untuk Menentukan Arah Perkembangan Cache

SOAL UAS SISTEM KOMPUTER Kelas XI RPL & TKJ

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER

BAB V SISTEM PENGOLAHAN DATA KOMPUTER (Arsitektur Komputer) "Pengantar Teknologi Informasi" 1

Instructions Set. Element dari instruction. Representasi dari Op code

Pengantar Hardware: Sistem Bus pada Komputer. Hanif Fakhrurroja, MT

CENTRAL PROCESSING UNIT CPU

VIRTUAL MEMORY. Gambar 1. Struktur Umum Overlay

Gambar 1.1. Diagram blok mikrokontroller 8051

Soal-jawab Quiz 1. Oleh: Endro Ariyanto (END) Oktober 2008

Komponen-komponen Komputer

P6 Memori Universitas Mercu Buana Yogyakarta

PERTEMUAN. 1. Organisasi Processor. 2. Organisasi Register

Chapter 6 Input/Output

Struktur Fungsi CPU. Mata Kuliah Arsitektur Komputer Program Studi Sistem Informasi 2013/2014 STMIK Dumai -- Materi 03 --

IT233-Organisasi dan Arsitektur Komputer Pertemuan 4

MODUL PRAKTIKUM SISTEM OPERASI PRAKTIKUM I MODEL PEMROGRAMAN 1

Disain Cache pada Sistem Komputer

Struktur Sistem Komputer

STRUKTUR FUNGSI CPU. Menjelaskan tentang komponen utama CPU. Membahas struktur dan fungsi internal prosesor, organisasi ALU, control unit dan register

Materi 4: Microprocessor-Based Control

Pertemuan Ke-7 INSTRUCTION SET

Organisasi Komputer. Candra Ahmadi, MT

7.1 Pendahuluan. 7.2 Central Processing Unit (CPU)

Pertemuan ke - 5 Struktur CPU

EVALUASI PENGARUH FUNGSI PEMETAAN TERHADAP KINERJA DAN KONSUMSI DAYA CACHE MEMORY

In te rn al Me m ori

Karakteristik Instruksi Mesin

Struktur Central Processing Unit Universitas Mercu Buana Yogyakarta

KONFIGURASI PIN-PIN MIKROPROSESOR Z 80. Yoyo somantri Dosen Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FPTK Universitas Pendidikan Indonesia

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

Struktur Central Processing Unit Universitas Mercu Buana Yogyakarta

Perangkat Keras Komputer

MEMORI. Memori. Memori Pembantu. Eksternal - ROM - PROM - EPROM - EEPROM - Cache. Kategori Penghapusan Mekanisme penulisan. Electrically Readonly

Mata Kuliah Arsitektur Komputer Program Studi Sistem Informasi 2013/2014 STMIK Dumai -- Materi 04 --

Memory. Klasifikasi. Hirarki Memory

Pertemuan ke 7 Mode Pengalamatan. Computer Organization Eko Budi Setiawan

PROGRAM STUDI S1 SISTEM KOMPUTER UNIVERSITAS DIPONEGORO. Oky Dwi Nurhayati, ST, MT

Organisasi Sistem Komputer. Virtual Memory. Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB

Materi 2: Computer Systems

OPERATION SYSTEM. Jenis - Jenis Register Berdasarkan Mikroprosesor 8086/8088

Mikrokontroller Berbasiskan RISC 8 bits

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Arsitektur Komputer. Pertemuan - 1. Oleh : Riyanto Sigit, S.T, M.Kom Nur Rosyid Mubtada i S.Kom Setiawardhana, S.T Hero Yudo Martono, S.

Arsitektur dan Organisasi Komputer { Cache Memory }

Pertemuan ke - 3 Evolusi dan Kinerja Komputer

Struktur CPU 3/23/2011

Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta

William Stallings Computer Organization and Architecture. Chapter 9 Set Instruksi: Karakteristik dan Fungsi

1. Jelaskan karakteristik memori lengkap beserta contohnya

Organisasi & Arsitektur Komputer

Pertemuan ke 7 Memori

Hanif Fakhrurroja, MT

MEMORI. Secara garis besar, memori dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu memori utama dan memori pembantu.

Alamat Logika dan Fisik

ORGANISASI KOMPUTER 1

Transkripsi:

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER Aditya Wikan Mahastama mahas@ukdw.ac.id Memori dalam CPU: Register dan Cache 5 UNIV KRISTEN DUTA WACANA GENAP 1213

REGISTER A processor register is a small amount of storage available as part of a CPU or other digital processor Such registers are (typically) addressed by mechanisms other than main memory and can be accessed more quickly register naming Almost all computers load data from a larger memory into registers where it is used for arithmetic, manipulated, or tested, by some machine instruction

JENIS REGISTER User Accessible Registers: bisa diakses langsung oleh pengguna melalui instruksi bahasa mesin/assembly, biasanya pengalamatannya dinamakan X, Y, Z, dsb. Data Registers: register yang digunakan untuk menampung data berupa bilangan maupun instruksi, biasanya integer. Untuk pecahan ada FP (Floating Point) register Address Registers: register yang hanya dapat menampung sebuah alamat

CONTOH REGISTER PC: Program Control Register AC: Accumulator Register IR: Instruction Register MAR: Memory Address Register MBR: Memory Buffer Register AX, BX, CX, DX

POSISI REGISTER

CONTOH REGISTER PADA PROSESOR

CACHE Sebagian program mempunyai instruksi yang cenderung mengambil data dari alamat yang sama berkali-kali. Misal: menyimpan variabel, kemudian dilakukan loop. Kalau untuk data yang sama harus mencari lokasi alamat ke memory lagi, berarti buang-buang waktu Bagaimana seandainya data yang sering diakses, disimpan di dalam memory, tetapi harus static (punya jalur langsung ke CPU), agar lebih cepat Cache

CACHE Sejumlah kecil memory berkecepatan tinggi Terdiri dari slot-slot berukuran masing-masing satu block memory Satu block biasanya terdiri dari 4 s/d 16 words Bekerja antara main memory dan CPU Bisa terletak di chip CPU atau pada modul tersendiri

ORGANISASI CACHE PADA UMUMNYA

BAGAIMANA CACHE BEKERJA? Saat CPU meminta alamat sebuah lokasi memory, cache dicek untuk data tersebut Kalau ada, ambil dari cache (cepat) Kalau tidak ada, ambil data dari memory, simpan ke dalam slot cache, kemudian teruskan data dari cache ke CPU Pada saat menyimpan ke slot, cache memberikan tag dari blok memory mana data tersebut berasal, untuk referensi berikutnya.

SIZE DOES MATTER Semakin besar cache, semakin bagus, karena akses data akan semakin cepat Tapi untuk membuat cache yang besar, biayanya akan sangat mahal Cache akan selalu berukuran kecil, dan hanya menyimpan data-data berfrekuensi akses tinggi saja. Akan selalu butuh metode MAPPING Akan selalu butuh WRITE POLICY

DIRECT MAPPING Satu word data dari main memory akan dimapping ke satu slot/baris cache Alamat main memory akan dibagi menjadi: w bit LSB mewakili nomor word dalam 1 block s bit MSB mewakili block MSB kemudian diambil r bit sebagai penanda baris cache, sisanya (s-r) sebagai tag (penanda)

DIRECT MAPPING Struktur Alamat Tag s-r Line or Slot r Word w 8 14 2 24 bit address 2 bit word identifier (4 word per block) 22 bit block identifier 8 bit tag (=22-14) 14 bit slot or line Check contents of cache by finding LINE and checking TAG

DIRECT MAPPING Asal Pembagian Bit s Tag s-r Line or Slot r Word w 8 14 2 CACHE Line Tag Data 0000 0001 0010 0011... Jumlah baris cache Block pengiriman RAM Jumlah word

DIRECT MAPPING Organisasi Cache

DIRECT MAPPING Contoh Simpel & sederhana Tidak boros resource Alamat mapping tiap word ke cache sama Kalau ada beberapa blok berbeda yang menempati line/slot yang sama, peluang CACHE MISS lebih besar

DIRECT MAPPING FACTS Panjang alamat = (s + w) bits Jumlah unit yang dapat dialamati = 2 s+w words or bytes Besar blok = besar baris = 2 w words or bytes Jumlah blok pada main memory = 2 s+ w /2 w = 2 s Jumlah baris di cache = m = 2 r Ukuran tag = (s r) bits

ASSOCIATIVE MAPPING Satu word data dari main memory akan dimapping ke satu slot/baris cache Alamat main memory akan dibagi menjadi: w bit LSB mewakili nomor word dalam 1 block s bit MSB sebagai Tag yang mewakili 1 block Tag disimpan sebagai penanda dari block mana di memory, data tersebut berasal.

ASSOCIATIVE MAPPING Struktur Alamat Tag 22 bit Word 2 bit 24 bit address 2 bit word identifier (4 word per block) 22 bit tag identifier Check contents of cache by finding TAG

ASSOCIATIVE MAPPING Organisasi Cache

ASSOCIATIVE MAPPING Contoh Lebih banyak bit yang disimpan sebagai penanda Lebih boros resource karena harus mencari dari line paling atas dengan mencocokkan tiap-tiap tag

ASSOCIATIVE MAPPING FACTS Panjang alamat = (s + w) bits Jumlah unit yang dapat dialamati = 2 s+w words or bytes Besar blok = Besar baris = 2 w words or bytes Jumlah blok di main memory = 2 s+ w /2 w = 2 s Jumlah baris di cache = bebas Ukuran tag = s bits

SET ASSOCIATIVE MAPPING Satu word data dari main memory akan dimapping ke slot mana saja di cache dalam baris set yang sama Alamat main memory akan dibagi menjadi: w bit LSB mewakili nomor word dalam 1 block s bit MSB mewakili block MSB kemudian diambil r bit sebagai penanda baris set cache, sisanya (s-r) sebagai tag (penanda)

SET ASSOCIATIVE MAPPING Struktur Alamat Tag 9 bit Set 13 bit Word 2 bit 24 bit address 2 bit word identifier (4 word per block) 22 bit block identifier 9 bit tag (=22-13) 13 set number, each having 2 slots Check contents of cache by finding SET and checking TAG

SET ASSOCIATIVE MAPPING Asal Pembagian Bit Tag 9 bit Set 13 bit Word 2 bit CACHE Tag Data Set Tag Data 0000 0001 0010 0011... Jumlah baris (set) cache Block pengiriman RAM Jumlah word ways

TWO-WAY SET ASSOCIATIVE Contoh

TWO-WAY SET ASSOCIATIVE Contoh Menggabungkan kelebihan direct mapping dan associative mapping

SET ASSOCIATIVE MAPPING FACTS Panjang Alamat = (s + w) bits Jumlah unit yang bisa dialamatkan = 2 s+w words or bytes Besar blok = besar baris = 2 w words or bytes Jumlah blok di main memory = 2 d Jumlah baris dalam sebuah set = k Jumlah set = v = 2 d Jumlah baris dalam satu cache = kv = k * 2 d Ukuran tag = (s d) bits

ALGORITMA REPLACEMENT Direct Mapping Tidak ada pilihan Tiap word dari sebuah blok hanya dapat terpetakan pada satu baris tertentu Jika ada data baru yang akan disimpan dalam cache, replace baris tersebut

ALGORITMA REPLACEMENT Associative & Set Associative Implementasi algoritma bisa langsung secara hardware (cepat) Least Recently Used (LRU) Misal pada 2 way set associative Mana dari kedua slot yang is LRU? First In First Out (FIFO) Replace slot yang paling lama berada di cache Least Frequently Used (LFU) Replace slot yang memiliki hit paling rendah Random

WRITE POLICY Mengapa butuh write policy? Karena bisa saja data yang tadi diload ke cache, terupdate oleh proses di CPU Demi keamanan data, jangan overwrite isi cache kecuali jika main memory sudah diupdate Agar tidak berebut, multiple CPU (satu komputer dengan > 1 CPU, yang dapat berupa CPU terpisah maupun multi-core) bisa memiliki cache masing-masing

WRITE POLICY: WRITE THROUGH Write terhadap update data dilakukan baik ke main memory maupun cache CPU bisa memonitor traffic main memory untuk menjaga agar cache selalu up to date Kekurangan: Traffic data Memperlambat proses write

WRITE POLICY: WRITE BACK Write terhadap update data, awalnya hanya dilakukan pada data di cache (update bit pada baris cache di-set ketika terjadi update) Jika slot data tersebut akan terkena replace, baru tuliskan update ke main memory Sisi negatif: Cache terlambat tersinkronisasi I/O harus mengakses main memory melewati cache 15% pembacaan memory adalah write

CONTOH: PENTIUM 4 CACHE 80386 no on chip cache 80486 8k using 16 byte lines and four way set associative organization Pentium (all versions) two on-chip L1 caches for Data & instructions Pentium 4 L1 caches 8k bytes 64 byte lines four way set associative L2 cache Feeding both L1 caches- 256k 128 byte lines 8 way set associative

UKURAN CACHE

ARSITEKTUR PENTIUM 4

INTEL CORE i3

INTEL CORE i5

INTEL CORE i7

ARSITEKTUR INTEL CORE i3

Demikian Materi Kali Ini Topik Berikutnya: Program dan Interrupt