Cách hoạt động của bộ nhớ Cache trong CPU như thế nào?

0 08-10-2019, 2:05 pm

Việc phát minh ra bộ nhớ cache (bộ nhớ đệm) là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử khoa học máy tính. Nhưng bộ nhớ cache là gì, chúng hoạt động như thế nào lại thì hầu như mọi người đều chưa rõ. Bài viết này chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ nhớ cache và cách thức hoạt động của nó.

Bộ nhớ cache là gì?

Hiểu theo cách đơn giản, bộ nhớ cache là bộ nhớ nhanh. Nó chứa một nhóm bộ nhớ nhỏ, chứa các hướng dẫn mà máy tính rất có thể sẽ cần khi thực hiện một tác vụ cụ thể. Máy tính tải thông tin đó vào bộ đệm bằng các thuật toán phức tạp và kiến thức về mã lập trình. Mục đích của việc có một hệ thống bộ cache trong máy tính là để đảm bảo CPU có quyền truy cập không bị cản trở vào dữ liệu mà nó cần.

Hiện nay thì máy tính có 3 loại bộ nhớ, đầu tiên là bộ nhớ chính được tìm thấy trong ổ cứng hoặc SSD. Nó là kho lưu trữ lớn nhất của bộ nhớ trong máy. Sau đó, có RAM hoặc bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, nhanh hơn nhưng nhỏ hơn thiết bị bộ nhớ chính. Cuối cùng, các đơn vị bộ nhớ trong chính CPU được gọi là bộ nhớ cache. Trong 3 loại bộ nhớ trên, bộ nhớ cache là nhanh nhất trong tất cả các loại bộ nhớ.

Bộ nhớ cache có bao nhiêu cấp độ?

Các CPU ban đầu chỉ sử dụng một cấp bộ nhớ cache, nhưng khi công nghệ phát triển, cần phải tách các khu vực truy xuất bộ nhớ này để các hệ thống có thể theo kịp. Ba cấp độ là: Bộ đệm L1 - Đây là bộ đệm chính. Nó nhanh, nhưng nó cũng nhỏ, vì vậy nó bị giới hạn như những gì nó có thể lưu trữ. Nó thường được nhúng trong chip xử lý.Bộ đệm L2 - Còn được gọi là bộ đệm thứ cấp, bộ đệm L2 có thể được nhúng trên chip xử lý hoặc trên một chip riêng với một bus tốc độ cao kết nối nó với CPU.Bộ đệm L3 - Bộ đệm xử lý này là bộ nhớ chuyên dụng có thể dùng làm bản sao lưu cho bộ đệm L1 và L2 của bạn. Nó có thể không nhanh như vậy, nhưng nó giúp tăng hiệu suất của L1 và L2 của bạn.

Xem thêm: CPU tốt nhất dùng để Rendering

CPU và những điều bạn cần phải biết trước khi build PC

Cách thức hoạt động của cache?

Khi một chương trình khởi động trên máy tính của bạn, dữ liệu sẽ truyền từ RAM vào bộ đệm L3, rồi L2 và đến L1 sẽ rót trực tiếp dữ liệu cho các nhân CPU xử lý. Trong khi chương trình đang chạy, CPU tìm kiếm thông tin cần chạy, bắt đầu từ bộ đệm L1 và làm việc ngược từ đó.

Độ trễ là thời gian cần thiết để lấy một phần thông tin. Bộ đệm L1 là nhanh nhất và do đó nó có độ trễ thấp nhất. Khi xảy ra lỗi bộ nhớ cache, độ trễ tăng lên khi máy tính phải tiếp tục tìm kiếm trong các bộ đệm khác nhau để tìm thông tin cần thiết. Bạn có thể xem bộ nhớ đệm như như một cái phễu rót dữ liệu và L1, L2, L3 giống như các tầng của cái phễu đó. Chúng “gia tốc” dữ liệu, làm cho tốc độ dữ liệu nhanh hơn theo từng “Level”. Từ L3, xuống L2 và L1, tốc độ truyền dữ liệu sẽ tăng lên đủ nhanh để giúp CPU có thể hoạt động hết công suất và phát huy tối đa sức mạnh của nó.

Kết luận

Mặc dù bộ nhớ cache không phải là thứ mà khi mua máy tính được thường xuyên quan tâm nhưng nó đáng để bạn kiểm tra. Bộ nhớ cache nhanh hơn sẽ có độ trễ ít hơn, làm cho chương trình của bạn chạy nhanh hơn và hiệu quả hơn. Qua bài viết này, hi vọng bạn sẽ hiểu rõ hơn về bộ nhớ cache và cách thức hoạt động của nó. Chúc bạn thành công!

Top 30+ Hình Nền 2K 4K Tết Nguyên Đán Bính Ngọ 2026 Cực Hot

19-12-2025, 11:46 am

Bài viết giới thiệu bộ sưu tập hơn 30 hình nền Tết Nguyên Đán Bính Ngọ 2026 với độ phân giải 2K và 4K sắc nét. Nội dung tập trung vào các chủ đề truyền thống như hoa mai, hoa đào, linh vật Ngọ và không khí xuân rộn ràng. Đây là lựa chọn lý tưởng để trang trí màn hình PC, laptop và điện thoại dịp đầu năm mới.

Vì sao Veo 3.1 được cộng đồng người dùng đánh giá cao hơn các phiên bản trước?

18-12-2025, 9:27 am

Veo 3.1 là phiên bản nâng cấp với nhiều cải tiến về hiệu năng, độ ổn định và khả năng ứng dụng thực tế. Các tính năng mới được tối ưu nhằm đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng chuyên sâu lẫn phổ thông. Nhờ đó, Veo 3.1 trở thành lựa chọn đáng cân nhắc trong phân khúc công nghệ hiện nay.

Top Mainboard trắng đẹp - mạnh mẽ đáng mua nhất thị trường hiện nay

16-12-2025, 10:49 am

Mainboard trắng không chỉ gây ấn tượng bởi thiết kế sang trọng mà còn được trang bị nhiều công nghệ hiện đại, đáp ứng tốt nhu cầu gaming và làm việc. Các mẫu mainboard trắng nổi bật hiện nay sở hữu khả năng hỗ trợ CPU thế hệ mới, RAM tốc độ cao và kết nối đa dạng.

NGUYỄN CÔNG PC - NHÀ TÀI TRỢ KIM CƯƠNG CHÀO TÂN SINH VIÊN ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI 2025

15-12-2025, 10:09 am

Máy tính Nguyễn Công tiếp tục khẳng định vị thế là đối tác tin cậy hàng đầu khi vinh dự trở thành Nhà Tài Trợ Kim Cương liên tục trong 7 năm (2019 – 2025) cho chương trình Chào Tân Sinh Viên của Đại học Kiến Trúc Hà Nội (HAU).

Dân đồ họa không thể bỏ qua: MacBook nào tối ưu cho đồ họa nhất hiện nay?

11-12-2025, 2:22 pm

Việc lựa chọn MacBook phù hợp cho đồ họa phụ thuộc lớn vào hiệu năng chip, RAM và khả năng xử lý hình ảnh. Các dòng MacBook sử dụng chip Apple Silicon như M1, M2 và M3 mang lại hiệu suất vượt trội cho thiết kế 2D, 3D và dựng video. Bài viết sẽ giúp bạn xác định đâu là MacBook tối ưu nhất cho nhu cầu đồ họa tại Nguyễn Công PC.

Top PC 15 triệu tối ưu hiệu năng nhất trong mùa bão giá RAM

10-12-2025, 5:44 pm

Chỉ với 15 triệu đồng, người dùng đã có thể sở hữu một bộ máy tính tối ưu hiệu năng cho nhu cầu học tập, làm việc và giải trí. Nguyễn Công PC mang đến nhiều cấu hình cân bằng giữa sức mạnh và giá trị, đảm bảo hoạt động mượt mà trong mọi tác vụ. Đây là lựa chọn lý tưởng cho những ai muốn đầu tư một hệ thống mạnh mẽ với chi phí hợp lý.

Bật mí CPU thế hệ mới AMD Milan (Zen 3) và Genova (Zen 4)

08-10-2019, 11:06 am

Tại hội nghị HPC-AI Advisory Council UK, AMD đã tiết lộ chi tiết mới về kiến trúc Zen 3 và Zen 4 của mình. Cùng với một lộ trình đưa ra cho chúng tôi dòng thời gian ra mắt và một số thông số kỹ thuật chính cho các dòng EPYC Milan và Genova, thế hệ tiếp theo của dòng vi xử lý trung tâm dữ liệu EPYC. Bài thuyết trình đã được tải lên YouTube và sau đó được đưa xuống một cách khá nhanh chóng, có thể là do công ty chưa sẵn sàng tiết lộ những chi tiết quan trọng này. Chúng tôi đã lấy một bản sao của video trước khi nó bị gỡ xuống và có một số chi tiết mới về kế hoạch tương lai của AMD.

CPU Cascade Lake-X của Intel dành cho máy tính để bàn cao cấp: 18 nhân với giá dưới 1000 USD

Công nghệ

Review

Hướng dẫn

Tuyển dụng

Tin tức khuyến mại

Tin tức build PC

Game

Sự kiện