Teknik Manajemen Memori
description
Transcript of Teknik Manajemen Memori
Oleh :Devie Rosa Anamisa
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.
Teknologi memori seperti: memori semikonduktor, hard disk magnetik, pita magnetik, disk optik.
Pefetch Instruksi Interleave Memori Buffer Tulis Memori Cache
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
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.
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.
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.
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.
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
Alamat memori utama dikelompokan dalam 3 field :◦ TAG ◦ LINE◦ WORD : bit-bit dalam WORD menunjukkan banyaknya
word dalam blok. Rumus :
Icm = bmm modulo c◦ Dimana
Icm = nomor baris cache bmm = nomor blok memori utama C = jumlah total baris cache
Untuk menentukan jumlah blok, memori cache mempunyai c baris dan memori utama mempunyai m blok
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.
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
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
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
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.
Dua metode implementasi memori virtual:◦ Paging
Software sistem membagi program menjadi sejumlah page.
◦ Segmentasi Pemrogram (bahasa mesin) menyusun program
kedalam segmen-segmen berbeda.