Bagaimana Cache Bekerja? Data dalam cache biasanya disimpan di perangkat keras dengan akses langsung, seperti RAM (memori akses acak), dan dapat digunakan bersamaan dengan komponen perangkat lunak. Tujuan mendasar dari cache adalah untuk meningkatkan kecepatan pengambilan data dengan menghilangkan kebutuhan untuk menghubungi lapisan penyimpanan yang lebih lambat di belakangnya.
Cache biasanya menyimpan sebagian kecil data untuk sementara dengan imbalan kapasitas, berbeda dengan arsip data, di mana data seringkali komprehensif dan persisten.
Saat klien cache mencoba mengambil data, ia memeriksa cache terlebih dahulu. Jika data terletak di cache, itu disebut cache hit. Proporsi upaya yang menghasilkan hit cache dikenal sebagai rasio atau rasio hit cache.
Data yang tidak terletak di cache diambil dari memori utama dan dimasukkan ke dalam cache. Ini dikenal sebagai cache miss. Bagaimana ini dicapai dan informasi apa yang dikeluarkan dari cache untuk menciptakan ruang bagi data baru ditentukan oleh algoritma caching, mekanisme cache, dan regulasi sistem.
Berbagai strategi caching mengatur pengoperasian cache. Aturan tulis menulis operasi yang mem-bypass cache demi penyimpanan. Ini mencegah cache terendam selama periode I/O tulis yang berat. Teknik ini memiliki kelemahan yaitu data tidak di-cache hingga dibaca dari penyimpanan. Oleh karena itu, operasi baca ini lebih lambat karena data belum di-cache.
Kebijakan cache tulis menyimpan informasi dalam cache dan penyimpanan. Manfaat cache tulis adalah bahwa data yang baru direkam selalu di-cache, memungkinkan pembacaan cepat. Namun, operasi tulis belum selesai hingga informasi telah ditulis secara bersamaan ke cache dan penyimpanan utama. Hal ini dapat menyebabkan penundaan dalam operasi penulisan.
Cache tulis kembali mirip dengan cache tulis karena semua penulisan dialihkan ke cache. Sebaliknya, cache tulis kembali menganggap proses penulisan selesai setelah informasi di-cache. Data kemudian ditransfer dari cache ke sistem penyimpanan.
Sekarang, mari kita pahami cara kerja cache perangkat keras.
Perangkat keras mengeksekusi cache seperti blok memori untuk menyimpan data sementara yang kemungkinan akan dibutuhkan lagi. CPU, SSD, dan HDD umumnya memiliki cache berbasis perangkat keras, sedangkan browser dan server web biasanya bergantung pada cache berbasis perangkat lunak.
Cache terdiri dari kumpulan entri. Setiap entri berisi informasi yang relevan, yang merupakan duplikat dari data persis yang disimpan di penyimpanan cadangan. Setiap entri juga menyertakan tag yang mengidentifikasi materi di penyimpanan cadangan yang merupakan salinannya. Pemberian tag memungkinkan algoritme berorientasi cache secara bersamaan untuk beroperasi pada banyak lapisan tanpa gangguan relai diferensial.
Setiap kali klien cache (CPU, browser, atau OS) ingin mengakses data yang diharapkan berada di penyimpanan yang mendasarinya, ia memeriksa cache terlebih dahulu. Jika entri dengan label yang sesuai dengan data yang diperlukan dapat ditemukan, data entri tersebut digunakan sebagai gantinya. Ini disebut hit cache.
Misalnya, browser web dapat memeriksa cache lokalnya pada disk untuk melihat apakah ia memiliki file cadangan lokal dari materi situs web sebagai URL tertentu. Dalam skenario ini, alamat URL adalah tag, sedangkan konten halaman web adalah datanya. Proporsi kunjungan cache yang menyebabkan hit cache disebut hit rate atau rasio hit cache.
Kunjungi : web hosting murah indonesia
Cache miss adalah kondisi alternatif yang terjadi saat cache diperiksa dan tidak ada item dengan tag yang diperlukan ditemukan. Ini memerlukan akses data yang lebih mahal dari penyimpanan cadangan. Setelah data yang diperlukan telah diunduh, biasanya disimpan dalam cache untuk digunakan di masa mendatang.
Pada saat cache hilang, catatan cache saat ini dihapus untuk menciptakan ruang bagi data yang baru diperoleh. Kebijakan penggantian mengacu pada heuristik yang digunakan untuk menentukan entri mana yang akan diganti. Salah satu strategi penggantian yang umum, "paling baru digunakan (LRU)", mengganti entri paling awal dengan entri yang terakhir diakses.
Algoritme caching yang efisien menghitung frekuensi penggunaan-hit dengan jumlah material yang di-cache dan latensi serta penggunaan sumber daya untuk cache dan penyimpanan cadangan.