Cache didefinisikan sebagai komponen perangkat keras atau perangkat lunak yang disematkan dalam aplikasi atau memori perangkat yang secara otomatis dan sementara menyimpan data yang dikonsumsi oleh pengguna untuk mengurangi waktu pengambilan data saat aplikasi atau perangkat diakses berikutnya. Mari kita bahas definisi cache dan cara kerja cache pada artikel ini.

Apa itu Cache?

Cache adalah komponen perangkat keras atau perangkat lunak yang disematkan dalam aplikasi atau memori perangkat yang secara otomatis dan sementara menyimpan data yang dikonsumsi oleh pengguna untuk mengurangi waktu dan upaya pengambilan data saat aplikasi atau perangkat diakses di lain waktu. Cache bisa ada di aplikasi atau website yang sudah menggunakan hosting dan domain murah yang bisa diakses oleh pengguna internet.

Cache adalah perangkat lunak atau perangkat keras yang digunakan untuk menyimpan sementara informasi, seringkali data, dalam sistem komputer. Ini adalah bentuk sederhana dari memori cepat dan mahal yang digunakan untuk meningkatkan kinerja data yang sering atau sering diakses. Untuk sementara, data yang di-cache disimpan di media penyimpanan khusus untuk pengguna cache dan terpisah dari penyimpanan utama. Unit pemrosesan pusat (CPU), aplikasi, browser web, dan sistem operasi semuanya menggunakan cache.

Cache digunakan karena penyimpanan massal atau primer tidak dapat memenuhi permintaan pengguna. Cache meminimalkan waktu akses data, menurunkan latensi, dan meningkatkan input/output (I/O). Metode caching meningkatkan kinerja aplikasi karena hampir semua beban kerja aplikasi bergantung pada operasi I/O. Hal ini berarti jika anda ingin mengakses suatu website, sebagai contoh adalah website daftar domain Indonesia, maka jika anda sudah pernah mengaksesnya, anda akan bisa mengakses website tersebut di kesempatan lain dengan memanfaatkan cache yang sudah tersimpan sehingga lebih ringan diakses.

Cache Ada di Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

CPU, yang memproses data dari perangkat lunak di desktop, laptop, smartphone, atau tablet Anda, juga memiliki cache-nya sendiri. Cache CPU ini adalah blok memori kompak yang dimaksudkan untuk membantu CPU dalam mengambil data yang sering diakses. Ini menyimpan informasi yang digunakan memori utama perangkat untuk menjalankan instruksi secara signifikan lebih cepat — berlawanan dengan skenario di mana perangkat harus memuat setiap bagian data hanya jika diperlukan.

Setiap browser online menyimpan cache-nya sendiri, termasuk Microsoft Edge, Google Chrome, Firefox, dan Safari. Cache browser menyimpan file yang diperlukan untuk menampilkan halaman web yang diakses browser. Ini terdiri dari dokumen HTML yang mendefinisikan situs web, panduan Cascading Style Sheet (CSS), Javascript, cookie, dan grafik.

Misalnya, saat Anda menjelajahi website harga domain, ia mengambil semua foto yang terhubung dengan halaman produk yang Anda lihat — HTML, file skrip yang diperlukan untuk membuat situs, dan data penyesuaian seperti kredensial login dan konten keranjang belanja Anda. Jika Anda menghapus cache peramban, situs web ritel meminta Anda masuk lagi dan mengonfigurasi ulang preferensi Anda.

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. Jika anda menggunakan website, anda bisa menggunakan cara menghapus cache di WordPress untuk membuat website anda lebih lancar kembali.

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 akan 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 seperti contohnya adalah website domain Indonesia yang pernah anda akses menggunakan browser anda. Dalam skenario ini, alamat URL adalah tag, sedangkan konten halaman web adalah datanya. Proporsi kunjungan cache yang mengarah ke cache hits disebut hit rate atau rasio hit cache.

Aplikasi Cache Perangkat Lunak

Cache menyimpan file sementara menggunakan komponen perangkat keras dan perangkat lunak. Cache CPU adalah ilustrasi dari cache perangkat keras. Ini adalah bagian kecil dari penyimpanan pada CPU komputer yang menyimpan instruksi dasar komputer yang baru atau sering digunakan. Selain itu, banyak program dan perangkat lunak menggunakan cache mereka sendiri. Cache ini secara singkat menyimpan data, file, dan instruksi yang relevan dengan aplikasi untuk pengambilan cepat.

Browser web adalah ilustrasi yang sangat baik dari caching aplikasi. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, setiap browser memiliki cache sendiri yang menyimpan informasi dari penjelajahan sebelumnya untuk digunakan di penjelajahan berikutnya. Jika pengguna ingin mengunjungi kembali video YouTube, atau website domain internasional itu akan dimuat lebih cepat karena browser akan mengambilnya dari penyimpanan tempat video itu disimpan selama sesi terakhir.

Bentuk teknologi lain yang memanfaatkan cache adalah OS, penyedia konten, mekanisme nama domain situs web, serta database, yang membantu meminimalkan latensi kueri.

Merancang Sistem Cache

Dalam lingkungan terdistribusi, lapisan caching khusus memungkinkan aplikasi dan sistem beroperasi secara bebas, tanpa intervensi dan pengaruh cache, dengan siklus hidupnya sendiri. Cache adalah lapisan inti yang dapat diakses oleh banyak sistem, yang masing-masing memiliki masa hidup dan topologi arsitekturnya sendiri. Ini sangat penting dalam sistem di mana node aplikasi dapat ditingkatkan dan diturunkan secara dinamis.

Jika cache berada dalam node yang sama dengan aplikasi atau sistem yang menggunakannya, penskalaan dapat membahayakan integritas cache. Selain itu, cache lokal hanya meningkatkan aplikasi lokal yang mengonsumsi data saat digunakan. Untuk arsitektur caching terdistribusi, data dapat tersebar di banyak server cache dan disimpan secara terpusat untuk kenyamanan semua konsumen data.