Memory Direct Mapping

MAPPING (PEMETAAN)

Saluran cache lebih sedikit dibandingkan dengan blok memori utama sehingga diperlukan algoritma untuk pemetaan blok-blok memori utama ke dalam saluran cache. Selain itu, diperlukan juga alat untuk menentukan blok memori utama mana yang sedang memakai saluran cache. Pemilihan fungsi pemetaan akan menentukan bentuk organisasi cache. Terdapat tiga metode yang digunakan, tetapi pada saat ini saya hanya akan membahas satu saja yaitu :

“Pemetaan Langsung (Direct Mapping”)

• 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). Setiap blok pada main memory dipetakan dengan line tertentu pada cache.di mana i adalah nomor line pada cache yang digunakan untuk meletakkan blok main memory ke-j.

Maka :

i = j modulo C

• Jika M = 64 dan C = 4, maka pemetaan antara line dengan blok menjadi seperti berikut :
• Line 0 can hold blocks 0, 4, 8, 12, …
• Line 1 can hold blocks 1, 5, 9, 13, …
• Line 2 can hold blocks 2, 6, 10, 14, …
• Line 3 can hold blocks 3, 7, 11, 15, …

• Pada cara ini, address pada main memory dibagi 3 field atau bagian, yaitu:
• Tag identifier.
• Line number identifier
• Word identifier (offset)

• Word identifier berisi informasi tentang lokasi word atau unit addressable lainnya dalam line tertentu pada cache.
• Line identifier berisi informasi tentang nomor fisik (bukan logika) line pada cache.
• Tag identifier disimpan pada cache bersama dengan blok pada line.
• Untuk setiap alamat memory yang dibuat oleh CPU, line tertentu yang menyimpan copy alamat tersebut ditentukan, jika blok tempat lokasi data tersebut sudah dikopi dari main memory ke cache.
• Tag yang ada pada line akan dicek untuk melihat apakah benar blok yang dimaksud ada pada line tersebut.

Gambar 1. Organisasi Memory Direct Mapping

   

   Keuntungan Menggunakan Direct Mapping antara lain :

o   Mudah dan Murah diimplementasikan

o   Mudah untuk menentukan letak salinan data main memory pada chace.

   Kerugian menggunakan Direct Mapping antara lain :

o   Setiap blok main memory hanya dipetakan pada 1 line saja.

o   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.

Gambar 2. Contoh Pengalamatan Direct Mapping

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