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!

Khám phá laptop Lenovo Yoga - Sức mạnh vượt trội, vươn tới mọi giới hạn

03-09-2025, 3:16 pm

Laptop Lenovo Yoga là dòng máy tính cao cấp nổi bật với thiết kế gập xoay 360 độ, mang lại trải nghiệm sử dụng linh hoạt từ công việc đến giải trí. Máy được trang bị cấu hình mạnh mẽ, màn hình cảm ứng sắc nét và thời lượng pin ấn tượng. Tại Nguyễn Công PC, khách hàng dễ dàng chọn lựa đa dạng phiên bản Lenovo Yoga với mức giá ưu đãi cùng chế độ bảo hành uy tín.

Tìm hiểu thêm thông tin về Laptop Lenovo IdeaPad Slim 5 với thiết kế mỏng nhẹ, hiệu năng tối ưu

03-09-2025, 10:58 am

Lenovo IdeaPad Slim 5 là dòng laptop nổi bật với thiết kế mỏng nhẹ, hiện đại và dễ dàng di chuyển. Máy được trang bị bộ vi xử lý mạnh mẽ cùng màn hình sắc nét, mang lại trải nghiệm mượt mà cho học tập, làm việc và giải trí. Tại Nguyễn Công PC, khách hàng có thể sở hữu sản phẩm chính hãng với mức giá cạnh tranh và nhiều ưu đãi hấp dẫn.

Khám phá máy tính cá nhân Dell Inspiron: Nhẹ, đẹp và đầy sức mạnh

31-08-2025, 6:11 pm

Dòng laptop Dell Inspiron nổi bật với thiết kế hiện đại, cấu hình đa dạng phù hợp cho cả học tập lẫn làm việc. Sản phẩm mang đến sự bền bỉ, hiệu năng ổn định cùng mức giá cạnh tranh. Nguyễn Công PC cung cấp nhiều mẫu Inspiron chính hãng, chế độ bảo hành uy tín và hỗ trợ khách hàng tận tâm.

Tìm hiểu dòng laptop làm việc chất lượng Lenovo Thinkpad hiệu năng vượt trội cho người dùng

31-08-2025, 3:24 pm

Laptop ThinkPad nổi tiếng với thiết kế bền bỉ, hiệu năng mạnh mẽ và khả năng vận hành ổn định cho công việc lẫn học tập. Tại Nguyễn Công PC, khách hàng có thể dễ dàng lựa chọn đa dạng các mẫu ThinkPad chính hãng với mức giá cạnh tranh. Đây là giải pháp tối ưu cho những ai cần một chiếc laptop chuyên nghiệp, đáng tin cậy và bền lâu.

Khám Phá FaceSwap - Công Cụ Hoán Đổi Khuôn Mặt Bằng AI Hot Nhất Hiện Nay

22-08-2025, 12:03 pm

FaceSwap là phần mềm mã nguồn mở nổi bật trong lĩnh vực deepfake, cho phép người dùng hoán đổi khuôn mặt với độ chân thực cao. Nguyễn Công PC gợi ý 6 cấu hình tối ưu giúp bạn khai thác tối đa hiệu suất FaceSwap.

Giới Thiệu Phần Mềm Stable Diffusion - Ưu Điểm, Hạn Chế, Tính Năng Và Gợi Ý Cấu Hình Phù Hợp

18-08-2025, 6:17 pm

Stable Diffusion là phần mềm AI giúp biến văn bản thành hình ảnh sáng tạo chỉ trong vài giây. Để trải nghiệm mượt mà, người dùng cần PC có cấu hình mạnh, đặc biệt ở GPU và RAM. Nguyễn Công PC giới thiệu 6 lựa chọn cấu hình tối ưu cho nhiều nhu cầu khác nhau.

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.

AMD công bố dòng Card đồ họa Radeon RX 5500 Series mới nhất

07-10-2019, 8:51 pm

Hôm nay, AMD đã công bố dòng sản phẩm card đồ họa Radeon RX 5500 series mới nhất dựa trên kiến trúc RDNA của hãng. Dòng sản phẩm này được chế tạo nhằm mang tính đột phá trong phân khúc chủ đạo, mang đến hiệu quả cao nhất cho các game thủ trong các tựa game ở độ phân giải 1080p.

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