4MB’s Cache Analysis using CACTI

MUH FAKHRI / D41112286

SAHRUM NURHABIB Y / D41112267

ARSITEK

TUR KO

MPU

TER 2 | TU

GAS PR

ESENTA

SI

TEKNIK ELEKTRO FT-UH 2014

Hasil PengamatanExp.

Line Size Associativi

ty

Technology Output

(bytes)

Node (nm)Access time

(ns)Dynamic Power

(W)Leakage Power

(W)Area (mm2)

1

32

1

32

1,800437307 0,814626942 0,980872805 12,2403697562 2,152677312 0,608700481 0,906900553 9,3882400474 2,152736959 0,615847553 0,908336293 9,3886680058 2,155580232 0,661080485 0,909301296 9,438302559

16 2,212858255 0,617373236 0,926273199 9,712276986

64

1

32

1,800437307 1,047332386 0,939658696 12,1343427762 2,058167968 1,079068641 0,980564764 12,1546913204 2,044731249 1,082414825 0,981208658 12,1701193228 2,020676249 1,063349977 0,942016813 12,182506907

16 2,301675613 1,546154840 0,929077214 10,755943971

2

32

1

90

4,817178681 0,835792488 0,690007272 81,1312568652 5,371348602 0,837810458 0,690145757 81,1053628494 5,282883065 0,838916192 0,690456679 81,1468675268 5,243468381 0,843936711 0,691444670 81,132810341

16 5,354430523 0,604887256 0,684632010 73,153893205

64

1

90

4,805012570 2,313371978 0,722155413 95,9870516302 5,183539367 2,531016811 0,748431096 102,1616643144 5,145221931 2,533476264 0,748779660 102,0435012418 5,116309466 1,837229649 0,711207976 83,067678384

16 5,883699636 2,482410834 0,663681828 81,420453016

Access Time

1 2 4 8 160.001.002.003.004.005.006.00

Access Time with Technology Node 32 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Acc

ess T

ime (

ns)

1 2 4 8 160.001.002.003.004.005.006.00

Access Time with Technology Node 90 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Acc

ess T

ime (

ns)

Pada teknologi 90nm:• Access time untuk cache size 32 dan 64 tidak

terlalu jauh juga perbedaannya• Untuk 1-way associative, access timenya lebih

cepat dibanding N-way associative, • Access timenya juga meningkat sesuainya

banyak associativenya. Semakin Banyak n-waynya, semakin lambat access time-nya

Pada teknologi 32nm:• Access time untuk cache size 32 dan 64 tidak

terlalu jauh perbedaannya• Untuk 1-way associative, access timenya lebih

cepat dibanding N way associative lainnya.• Pada grafik, access time meningkat sesuainya

banyaknya associative. Semakin Banyak n-waynya, semakin lambat access time-nya

Teknologi 32 nm lebih cepat access timenya dibanding 90 nm

Dynamic Power

1 2 4 8 16-0.30

0.20

0.70

1.20

1.70

2.20

2.70

Dynamic Power with Technology Node 32 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Dynam

ic P

ow

er

(W)

1 2 4 8 16-0.30

0.20

0.70

1.20

1.70

2.20

2.70

Dynamic Power with Technology Node 90 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Dynam

ic P

ow

er

(W)

Dynamic Power adalah komsumsi daya ketika terjadi switching transistor

Pada teknologi 32nm:• Untuk cache 32, dynamic power terbesar saat

1-way associative• Untuk cache 64, dynamic power terbesar saat

16-way associative• Secara signifikan, untuk cache 64, pertambahan

associative meningkatkan dynamic power

Pada teknologi 90nm:• Untuk cache 64 associative 1-4 terjadi

peningkatan dynamic power, pada associative 8 terjadi penurunan dynamic power

• Untuk cache 32, associative 16 penggunaan dynamic power terkecil

Leakage Power

1 2 4 8 160.000.200.400.600.801.001.20

Leakage Power with Technology Node 32 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Leakage P

ow

er

(W)

1 2 4 8 160.00

0.40

0.80

1.20

Leakage Power with Technology Node 90 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Leakage P

ow

er

(W)

Leakage power adalah daya yang ketika transistor tidak digunakan

Pada teknologi 32nm:• Leakage power cache 32 dan 64 tidak terlaku

berbeda• Peningkatan assocative tidak mempengaruhi

leakage power

Pada teknologi 32nm:• Leakage power cache 32 dan 64 tidak terlaku

berbeda• Peningkatan assocative tidak mempengaruhi

leakage power• Penggunaan leakage power saat associative 4-

way, dan cache size 64 byteLeakage power terbesar saat teknologi 32 nm dibanding 90 nm

Total daya didominasi oleh dynamic power pada teknologi yang lebih besar (90nm), sedangkanPada tekonologi yang lebih kecil (32 nm) yang mendominasi adalah leakage power

Total Power (Dynamic +Leakage)

1 2 4 8 160.000000000

0.500000000

1.000000000

1.500000000

2.000000000

2.500000000

1 2 4 8 160.000000000

0.500000000

1.000000000

1.500000000

2.000000000

2.500000000

1 2 4 8 160.000000000

0.500000000

1.000000000

1.500000000

2.000000000

2.500000000

3.000000000

3.500000000

1 2 4 8 160.000000000

0.500000000

1.000000000

1.500000000

2.000000000

2.500000000

3.000000000

3.500000000

32n

m90n

m32Bytes 64Bytes

Dynamic Power

Leakage Power

Area

1 2 4 8 160.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

Area with Technology Node 32 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Are

a (

mm

2)

1 2 4 8 160.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

Area with Technology Node 90 nm

32 bytes 64 bytes

Associativity

Are

a (

mm

2)

Pada teknologi 32nm:• Peningkatan Area tidak terlalu signifikan• Peningkatan associative, semakin kecil areanya

Pada technology 90nm: • Untuk cache 32, perubahan associative hampir

tidak mempengaruhi areanya.• Untuk cache 64, perubahan associative cukup

mempengaruhi areanya.• Pada associative 16 dan 8, terjadi penurunan luas

area.• Pada associative 1,2,4 terjadi peningkatan luas

area, namun untuk associativity 8 dan 16 luas arenya menurun.

Pada grafik 32nm dan 90nm terlihat bahwa, area untuk teknologi 32 lebih kecil dibanding 90nm, bahkan perbedaan area-nya hampir 10kali lipat

Kesimpulan

Untuk high performance computer, dengan cache 4MB, paling bagus dengan 1-way associative dan cache size 32 bytes

Untuk embedded computer, dengan cache 4MB, paling dengan teknologi 32nm dan cache size 32bytes