Bộ nhớ đệm của CPU là gì?

Bạn đang muốn tìm hiểu chuyên sâu hơn về linh kiện PC, đặc biệt là bộ nhớ đệm máy tính, hay cụ thể ở đây bộ nhớ đệm của CPU là gì và đóng vai trò như nào? Lý do cho việc phát hành bộ nhớ đệm lại quan trọng với lịch sử ngành khoa học cũng như tạo tiền đề cho trải nghiệm phần cứng tốt hơn sau này. Bài viết sẽ giúp bạn giải đáp tất cả các thắc mắc giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ nhớ đệm ( bộ nhớ cache ) cũng như cách thích hoạt động của nó!

Bộ nhớ đệm của CPU là gì?

Bộ nhớ Cache là gì?

Trước khi tìm kiếm các thông tin liên quan bạn nhất định phải nắm rõ về khái niệm. Bởi chúng chính là thông tin cơ bản giúp bạn có được sự lựa chọn tốt nhất.

Bộ nhớ đệm của CPU là gì? Có thể được hiểu đơn giản là bộ nhớ nhanh trong CPU. Đây là nơi chứa một nhóm các bộ nhớ nhỏ. Chúng chứa các thông tin hướng dẫn mà máy tính cần để thực hiện các tác vụ của mình trong một số trường hợp cụ thể.

Các thông tin này sẽ được máy tính tải vào bộ nhớ đệm bằng cách thực hiện các thuật toán khá phức tạp về mã lập trình. Với bộ nhớ cache, CPU sẽ được đảm bảo quyền truy cập vào các dữ liệu mà nó cần mà không bị bất cứ cản trở nào. Vì thế, bộ nhớ này có vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình hoạt động của máy tính.

==> Xem thêm: CPU - Bộ vi xử lý giá tốt, chính hãng bao gồm CPU INTEL Core i5, Core i7, Core i9 và AMD Ryzen

Bộ nhớ cache là 1 trong 3 loại bộ nhớ có mặt trong máy tính. Cụ thể, bộ nhớ máy tính gồm:

- Bộ nhớ chính: Bộ nhớ gắn liền với các ổ cứng hoặc ổ SSD. Bộ nhớ này là nơi lưu trữ thông tin lớn nhất của máy tính.

- RAM hoặc bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: Một bộ nhớ thực hiện việc ghi nhớ thông tin nhanh hơn nhưng về dung lượng nhớ nhỏ hơn bộ nhớ chính.

- Bộ nhớ cache: Được hiểu là bộ nhớ của chính CPU. Đây là bộ nhớ có tốc độ hoạt động và ghi nhớ nhanh nhất trong bộ 3 bộ nhớ có trong máy tính.

Các cấp độ của bộ nhớ cache

Bộ nhớ đệm cache có nhiều cấp độ khác nhau!

Bộ nhớ đệm máy tính bạn đầu chỉ hoạt động với 1 cấp. Nhưng khi công nghệ ngày càng phát triển, đòi hỏi nhiều yêu cầu xử lý riêng và tốc độ xử lý nhanh hơn. Đòi hỏi phải có nhiều khu vực truy xuất trong bộ nhớ đệm để đảm bảo được quá trình hoạt động. Vì thế, bộ nhớ đệm đã được thêm các cấp độ với các nhiệm vụ khác nhau. Cụ thể:

- Bộ nhớ đệm L1: Là bộ nhớ đệm chính. L1 nhỏ những có tốc độ hoạt động rất nhanh. Bộ đệm L1 có một giới hạn về khả năng lưu trữ và thường được nhúng trong các chip xử lý.

- Bộ nhớ đệm L2: Với vai trò là bộ nhớ đệm thứ cấp. Chúng được nhúng trên các chip xử lý hoặc được nhúng trên một chụp riêng với bus tốc độ cao được kết nối với dàn CPU.

- Bộ nhớ đệm L3: Bộ nhớ này với vai trò là bộ nhớ chuyên dụng cho việc sao lưu các thông tin cho bộ nhớ đệm L1 và L2. L3 hoạt động không nhanh như L1 và L2 nhưng nó góp phần làm tăng hiệu suất hoạt động của 2 bộ nhớ trên.

==> Xem thêm: VGA - Card Màn Hình, Card Đồ Họa giá Khuyến Mại lên tới 3 Triệu

Cách thức hoạt động của cache

Nguyên lý hoạt động của Cache như trên hình

Bộ nhớ đệm của CPU là gì? Cách thức hoạt động ra sao? Bất cứ thiết bị nào đều có một nguyên lý hoạt động của nó. Bộ nhớ đệm cũng có sẽ nguyên tắc để vận hành nhịp nhàng, thực hiện các chức năng của mình một cách hoàn hảo. Cụ thể, quy trình hoạt động của bộ nhớ cache như sau:

- Khi bạn khởi động một chương trình nào đó trên máy tính, dữ liệu sẽ được truyền từ RAM vào bộ nhớ đệm lần lượt qua L3, L2 rồi đến L1. Từ đây, dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp đến các nhân của CPU để xử lý.

- Trong khi chương trình đang chuẩn bị chạy. Tức là CPU đang tìm kiếm các thông tin để chạy chương trình này. Bắt đầu từ bộ đệm L1 và sẽ thực hiện ngược lại từ giai đoạn đó.

Ở đây, ta có thuật ngữ về độ trễ. Độ trễ là thời gian cần thiết cho việc lấy các thông tin. Độ trễ của bộ đệm L1 là nhanh nhất, do đó chúng có độ trễ thấp nhất. Khi có bất cứ lỗi nào xảy ra ở bộ nhớ cache, độ trễ sẽ tăng lên do việc máy tính phải thực hiện tìm kiếm các thông tin ở các bộ đệm khác nhau để có thông tin cần thiết.

Bạn có thể tưởng tượng, việc rót dữ liệu của bộ nhớ cache như là một cái phễu. Dữ liệu sẽ rót từ L3, L2 sang L1. Gia tốc truyền cũng sẽ tăng dần theo từng “Level” lần lượt. Và chính việc hoạt động theo phương thức như thế, bộ nhớ đệm luôn đảm bảo được tốc độ đủ nhanh để giúp CPU có thể hoạt động hết công suất và sức mạnh của nó.

==> Xem thêm: Mua Bán Bo Mạch Chủ, Mainboard chính hãng. Đơn vị phân phối của Gigabyte, Asus, MSI, Intel, Ecs.

Hy vọng việc giải đáp về “bộ nhớ đệm của CPU là gì?” đã giúp cho bạn hiểu rõ hơn về bộ nhớ này. Đây là bộ nhớ quan trọng trong máy tính. Bộ nhớ cache nhanh, độ trễ ít sẽ giúp cho các chương trình trên máy tính chạy nhanh và hiệu quả hơn. Hoàng Hà PC hy vọng nhận được các ý kiến phản hồi, cũng như sẽ giải đáp các thắc mắc dành cho bạn đọc!