Mapping Cache

Pemilihan fungsi pemetaan akan menentukan bentuk organisasi cache. Terdapat tiga metode yang digunakan yaitu :

1.       Pemetaan Langsung

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).

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 tabel berikut:

Item	Keterangan
Panjang alamat	(s+w) bits
Jumlah unit yang dapat dialamati	2s+w words or bytes
Ukuran Bloks sama dengan ukuran Line	2w words or bytes
Jumlah blok memori utama	2s+ w/2w = 2s
Jumlah line di chace	M = 2r
Besarnya tag	(s - r) bits

2.       Pemetaan Langsung

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.

o   Mengecek setiap tag pada line

o   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 :

o   lines dalam SRAM

o   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:

Item	Keterangan
Panjang alamat	(s+w) bits
Jumlah unit yang dapat dialamati	2s+w words or bytes
Ukuran Bloks sama dengan ukuran Line	2w words or bytes
Jumlah blok memori utama	2s+ w/2w = 2s
Jumlah line di chace	Undetermined
Besarnya tag	s bits

3.      Pemetaan Assosiatif Set

Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam sejumlah sets. Setiap set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set memanfaatkan kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif.

§  Merupakan kompromi antara Direct dengan Full Associative Mapping.

§  Membagi cache menjadi sejumlah set (v) yang masing-masing memiliki sejumlah line (k)

§  Setiap blok dapat diletakkan di sebarang line dengan nomor set: nomor set = j modulo v