Cache L1, L2, dan L3: Apa Bedanya?

Semua prosesor komputer modern menggunakan sistem memori cache multi-level yang memungkinkan data disimpan sementara di chip untuk akses cepat. Memahami perbedaan antara cache L1, L2, dan L3 bisa menjadi penting jika Anda menginginkan performa terbaik dari CPU berikutnya yang Anda beli.

Apa itu Memori Cache CPU?

Memori Cache CPU adalah jenis penyimpanan data sementara yang terletak di prosesor. Ini digunakan untuk meningkatkan efisiensi pemrosesan CPU dengan menahan bit data kecil yang sering diminta, siap diakses dengan kecepatan tinggi. Memori cache terdiri dari berbagai tingkat penyimpanan. Level ini biasanya disebut sebagai L1, L2, L3, dan terkadang L4, dan bervariasi dalam lokasi, kecepatan, dan ukuran.

Untuk lebih memahami mengapa CPU membutuhkan cache memorinya sendiri, kita harus melihat perkembangan prosesor dan RAM. Perbedaan kecepatan antara prosesor dan RAM sangat minim pada komputer awal. Ada sedikit kekhawatiran bahwa pemrosesan akan diperlambat oleh memori. Karena kecepatan pengoperasian prosesor pusat meningkat jauh di depan kecepatan RAM, ada kebutuhan untuk mengurangi perbedaan itu. Jawabannya adalah memori cache.

Memori cache keduanya sangat cepat, seringkali antara 10 dan 100 kali lebih cepat daripada DRAM, dan secara fisik dekat dengan inti prosesor. Prosesor modern dan cepat tidak diperlambat dengan harus membuat permintaan data dari memori sistem yang relatif lambat karena mereka bisa mendapatkan data dari cache.

Alasan mengapa jenis memori ini, yang dikenal sebagai SRAM, tidak hanya digunakan sebagai pengganti DRAM di komputer adalah karena biayanya. Jumlah memori cache pada CPU relatif kecil, diukur dalam kilobyte atau megabyte daripada gigabyte, dan akan sangat mahal untuk dibuat dengan ukuran yang sama dengan modul RAM modern.

Memori cache tidak sama dengan jenis cache lain yang biasa ditemukan di komputer Anda. Meskipun "cache" dapat merujuk ke beberapa jenis penyimpanan memori sementara yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi perangkat lunak atau perangkat keras, memori cache khusus untuk perangkat keras prosesor.

Apa itu Cache L1?

Cache L1, terkadang disebut Cache Utama, adalah level memori terkecil dan tercepat. Ukurannya biasanya 64KB, tetapi setiap inti prosesor memiliki cache L1 bawaannya sendiri, sehingga CPU quad-core akan memiliki total 256 KB.

Jika Anda melihat detail memori pada alat seperti CPU-Z, Anda akan melihat bahwa cache L1 dibagi menjadi dua level lebih lanjut: L1-I (instruksi) dan L1-D (data). Cache Instruksi L1 menangani informasi yang akan diumpankan ke prosesor, sedangkan cache Data menyimpan informasi untuk ditulis ke memori utama.

Cache level 1 dapat mentransfer data secepat atau lebih cepat dari kecepatan operasi maksimum CPU, menjadikannya sangat efisien. Jika prosesor gagal menemukan data yang diperlukan di L1, prosesor akan mencarinya di cache L2 dan L3.

Apa itu Cache L2?

Cache L2 adalah cache memori sekunder, juga tertanam di dalam setiap inti CPU. Ini hampir selalu memiliki lebih banyak ruang penyimpanan daripada L1, tetapi beroperasi pada kecepatan yang lebih lambat, meskipun masih jauh lebih cepat daripada kecepatan RAM.

Beberapa prosesor kelas atas mungkin memiliki total cache L2 sebesar 32MB, tetapi mungkin rata-ratanya adalah 6-12MB. Seperti disebutkan, ini dibagi rata antara semua inti, yang memungkinkan masing-masing untuk mengakses cache sendiri secara mandiri.

Apa itu Cache L3?

Daripada disematkan di dalam setiap inti CPU, cache Level 3 bertindak sebagai kumpulan penyimpanan bersama yang dapat diakses oleh seluruh prosesor. Ini jauh lebih lambat daripada cache L1 dan L2, mungkin hanya dua kali lebih cepat dari RAM, tetapi merupakan yang terbesar dari ketiga level memori.

Jika CPU gagal menemukan data yang diperlukan dalam memori cache, CPU harus meminta data dari memori sistem yang lebih lambat. Ini disebut cache miss. Pengenalan cache L3 mengurangi kemungkinan miss dan karena itu membantu meningkatkan kinerja.

Saat pertama kali dikembangkan, cache L3 sering terletak di chip terpisah di motherboard. CPU modern sekarang hampir secara eksklusif memiliki cache L3 onboard untuk efisiensi yang lebih besar.

L1 vs L2 vs L3 Cache: Apa Perbedaannya?

Perbedaan utama antara tiga level memori cache adalah ukuran, kecepatan, dan lokasinya.

• Cache L1 memiliki kapasitas penyimpanan yang rendah tetapi biasanya merupakan memori tercepat di komputer mana pun, hingga 100 kali lebih cepat dari RAM. Setiap inti prosesor memiliki cache L1 sendiri, biasanya sekitar 64KB.
• Cache L2 mungkin beberapa kali lebih besar dari L1 tetapi hanya sekitar 25 kali lebih cepat dari RAM. Seperti L1, setiap inti prosesor memiliki cache L2 sendiri. Masing-masing berukuran 256-512KB, terkadang setinggi 1MB.
• Cache L3 memiliki kapasitas penyimpanan terbesar, seringkali 32MB atau lebih, tetapi mungkin hanya dua kali lebih cepat dari memori sistem. Cache L3 umumnya disematkan di CPU, tetapi terpisah dari inti.

Bisakah Memori Cache Dihapus?

Ada cache memori yang dapat dihapus atau dibersihkan, seperti cache sistem atau cache browser, tetapi Anda tidak dapat menghapus memori cache CPU. Sama seperti DRAM, SRAM adalah memori yang mudah menguap, artinya tidak menyimpan isinya dalam jangka panjang. Segera setelah Anda mematikan komputer, semua yang ada di memori cache akan hilang.

Berapa Banyak Memori Cache yang Saya Butuhkan?

Seperti kebanyakan jenis memori, semakin banyak cache yang dimiliki CPU, semakin baik. Anda tidak dapat memutakhirkan memori cache, jadi penting untuk memastikan prosesor yang Anda pilih cukup untuk kebutuhan Anda. Yang mengatakan, itu tergantung pada apa yang Anda lakukan dengan komputer Anda, dan Anda tidak boleh terpaku pada fitur CPU yang satu ini. Kecepatan jam, jumlah inti dan utas, dan faktor lainnya semuanya dapat memengaruhi kinerja CPU.

Baseline yang baik untuk cache L1 adalah 64KB per core. Anda dapat mengetahuinya dengan membagi jumlah total dengan jumlah core di CPU. 256KB cache L2 per inti sangat dapat diterima, tetapi gamer mungkin ingin mencari 512KB per inti. Dan apa pun antara 32 dan 96MB cache L3 baik-baik saja untuk sebagian besar tujuan.

TERKAIT: Dasar-Dasar CPU: Apa itu Core, Hyper-Threading, dan Banyak CPU?