Apa Perbedaan Antara RAM dan Memori Cache?

Jika Anda adalah penggemar teknologi, Anda mungkin pernah mendengar tentang cache dan cara kerjanya dengan RAM di sistem Anda untuk membuatnya lebih cepat. Tapi pernahkah Anda bertanya-tanya apa itu cache dan apa bedanya dengan RAM?

Nah, jika sudah, Anda berada di tempat yang tepat karena kami akan melihat semua yang membedakan memori cache dari RAM.

Kenali Sistem Memori di Komputer Anda

Sebelum kita mulai membandingkan RAM dengan cache, penting untuk memahami bagaimana sistem memori pada komputer dirancang.

Soalnya, RAM dan cache adalah sistem penyimpanan memori yang mudah menguap. Artinya, kedua sistem penyimpanan ini dapat menyimpan data untuk sementara dan hanya berfungsi jika daya disuplai ke keduanya. Oleh karena itu, saat Anda mematikan komputer, semua data yang tersimpan di RAM dan cache akan dihapus.

Karena alasan ini, setiap perangkat komputasi memiliki dua jenis sistem penyimpanan — yaitu, memori primer dan sekunder. Drive adalah memori sekunder pada sistem komputer tempat Anda menyimpan file, yang mampu menyimpan data saat daya dimatikan. Di sisi lain, sistem memori utama memasok data ke CPU saat dihidupkan.

Tetapi mengapa ada sistem memori di komputer yang tidak dapat menyimpan data saat dimatikan? Nah, ada alasan besar mengapa sistem penyimpanan utama sangat penting untuk komputer.

Anda lihat, meskipun memori utama pada sistem Anda tidak mampu menyimpan data saat tidak ada daya, mereka jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan sistem penyimpanan sekunder. Mengenai angka, sistem penyimpanan sekunder seperti SSD memiliki waktu akses 50 mikrodetik.

Sebaliknya, sistem memori utama, seperti memori akses acak, dapat memasok data ke CPU setiap 17 nanodetik. Oleh karena itu, sistem memori primer hampir 3.000 kali lebih cepat bila dibandingkan dengan sistem penyimpanan sekunder.

Karena perbedaan kecepatan ini, sistem komputer hadir dengan hierarki memori, yang memungkinkan data dikirimkan ke CPU dengan kecepatan yang luar biasa cepat.

Inilah cara data bergerak melalui sistem memori di komputer modern.

• Drive Penyimpanan (Memori Sekunder): Perangkat ini dapat menyimpan data secara permanen tetapi tidak secepat CPU. Oleh karena itu, CPU tidak dapat mengakses data secara langsung dari sistem penyimpanan sekunder.
• RAM (Memori Utama): Sistem penyimpanan ini lebih cepat dari sistem penyimpanan sekunder tetapi tidak dapat menyimpan data secara permanen. Oleh karena itu, saat Anda membuka file di sistem Anda, file tersebut berpindah dari hard drive ke RAM. Yang mengatakan, bahkan RAM tidak cukup cepat untuk CPU.
• Cache (Memori Utama): Untuk mengatasi masalah ini, jenis memori utama tertentu yang dikenal sebagai memori cache tertanam di dalam CPU dan merupakan sistem memori tercepat di komputer. Sistem memori ini dibagi menjadi tiga bagian, yaitu Cache L1, L2, dan L3. Oleh karena itu, setiap data yang perlu diproses oleh CPU berpindah dari hard drive ke RAM dan kemudian ke memori cache. Konon, CPU tidak dapat mengakses data secara langsung dari cache.
• Register CPU (Memori Utama): Register CPU pada perangkat komputasi berukuran kecil dan didasarkan pada arsitektur prosesor. Register ini dapat menampung 32 atau 64 bit data. Setelah data berpindah ke register ini, CPU dapat mengaksesnya dan melakukan tugas yang ada.

Pengertian RAM dan Cara Kerjanya

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, memori akses acak pada suatu perangkat bertanggung jawab untuk menyimpan dan memasok data ke CPU untuk program di komputer. Untuk menyimpan data ini, memori akses acak menggunakan sel memori dinamis (DRAM).

Sel ini dibuat menggunakan kapasitor dan transistor. Kapasitor dalam susunan ini digunakan untuk menyimpan muatan, dan berdasarkan keadaan muatan kapasitor; sel memori dapat menampung 1 atau 0.

Jika kapasitor terisi penuh, dikatakan menyimpan 1. Di sisi lain, ketika habis, dikatakan menyimpan 0. Meskipun sel DRAM mampu menyimpan muatan, desain memori ini hadir dengan kekurangannya.

Anda lihat, karena RAM menggunakan kapasitor untuk menyimpan muatan, ia cenderung kehilangan muatan yang tersimpan di dalamnya. Akibatnya, data yang tersimpan di RAM bisa hilang. Untuk mengatasi masalah ini, muatan yang disimpan dalam kapasitor disegarkan menggunakan amplifier indra—mencegah RAM kehilangan informasi yang tersimpan.

Meskipun penyegaran biaya ini memungkinkan RAM untuk menyimpan data saat komputer dihidupkan, ini memperkenalkan latensi dalam sistem karena RAM tidak dapat mengirimkan data ke CPU saat disegarkan—memperlambat sistem turun.

Selain itu, RAM terhubung ke motherboard, yang pada gilirannya terhubung ke CPU menggunakan soket. Oleh karena itu, terdapat jarak yang cukup jauh antara RAM dan CPU, yang meningkatkan waktu pengiriman data ke CPU.

Karena alasan yang disebutkan di atas, RAM hanya memasok data ke CPU setiap 17 nanodetik. Pada kecepatan tersebut, CPU tidak dapat mencapai performa puncaknya. Ini karena CPU perlu disuplai dengan data setiap seperempat nanodetik untuk memberikan kinerja terbaik saat dijalankan pada frekuensi turbo boost 4 Gigahertz.

Untuk mengatasi masalah ini, kami memiliki memori cache, sistem penyimpanan sementara lainnya yang jauh lebih cepat daripada RAM.

Memori Cache Dijelaskan

Sekarang kita tahu tentang peringatan yang datang dengan RAM, kita bisa melihat memori cache dan bagaimana memecahkan masalah yang datang dengan RAM.

Pertama dan terpenting, memori cache tidak ada di motherboard. Sebaliknya, itu ditempatkan di CPU itu sendiri. Oleh karena itu, data disimpan lebih dekat ke CPU—memungkinkannya untuk mengakses data lebih cepat.

Selain itu, memori cache tidak menyimpan data untuk semua program yang berjalan di sistem Anda. Sebaliknya, itu hanya menyimpan data yang sering diminta oleh CPU. Karena perbedaan ini, cache dapat mengirim data ke CPU dengan kecepatan yang sangat tinggi.

Selain itu, dibandingkan dengan RAM, memori cache menggunakan sel statis (SRAM) untuk menyimpan data. Dibandingkan dengan sel dinamis, memori statis tidak perlu disegarkan karena tidak menggunakan kapasitor untuk menyimpan muatan.

Sebaliknya, ia menggunakan satu set 6 transistor untuk menyimpan informasi. Karena penggunaan transistor, sel statis tidak kehilangan daya dari waktu ke waktu, memungkinkan cache untuk memasok data ke CPU dengan kecepatan yang jauh lebih cepat.

Konon, memori cache juga memiliki kekurangan. Pertama, ini jauh lebih mahal jika dibandingkan dengan RAM. Selain itu, sel RAM statis jauh lebih besar jika dibandingkan dengan DRAM, karena rangkaian 6 transistor digunakan untuk menyimpan satu bit informasi. Ini jauh lebih besar daripada desain kapasitor tunggal sel DRAM.

Oleh karena itu, kerapatan memori SRAM jauh lebih rendah, dan menempatkan satu SRAM dengan ukuran penyimpanan yang besar pada cetakan CPU tidak dimungkinkan. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah ini, memori cache dibagi menjadi tiga kategori, yaitu cache L1, L2, dan L3, serta ditempatkan di dalam dan di luar CPU.

RAM vs. Memori Cache

Sekarang setelah kita memiliki pemahaman dasar tentang RAM dan cache, kita dapat melihat bagaimana perbandingannya satu sama lain.

Memori Cache Jauh Lebih Cepat Dari RAM

Baik RAM dan cache adalah sistem memori yang tidak stabil, namun keduanya melayani tugas yang berbeda. Di satu sisi, RAM menyimpan program yang berjalan di sistem Anda, sementara cache mendukung RAM dengan menyimpan data yang sering digunakan di dekat CPU—meningkatkan kinerja.

Oleh karena itu, jika Anda mencari sistem yang menawarkan kinerja hebat, penting untuk melihat RAM dan cache yang disertakan. Keseimbangan luar biasa antara kedua sistem memori sangat penting untuk mendapatkan hasil maksimal dari PC Anda.