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!

Samsung xác nhận ra mắt RAM LPDDR6 tốc độ 10.7 Gbps tại CES 2026

12-11-2025, 11:19 am

Samsung vừa chính thức xác nhận sẽ trình làng RAM LPDDR6 thế hệ mới tại CES 2026, đánh dấu bước tiến lớn trong lĩnh vực bộ nhớ di động hiệu năng cao. Theo công bố, dòng LPDDR6 đầu tiên của hãng sẽ được sản xuất trên tiến trình 12nm, đạt tốc độ lên tới 10.7 Gbps mỗi pin, và dự kiến thương mại hóa trong năm 2026.

GIGABYTE - MÀN HÌNH CHẤT, BẢO HÀNH 1 ĐỔI 1

07-11-2025, 2:47 pm

Trải nghiệm màn hình GIGABYTE & AORUS chất lượng đỉnh cao với chính sách bảo hành đẳng cấp 1 ĐỔI 1 trong 12 tháng, tổng bảo hành 3 năm. Mua hàng chính hãng từ 01/11/2025 để nhận ưu đãi giá tốt nhất!

Pin Laptop là gì? Cách kiểm tra và khắc phục tình trạng chai pin laptop chi tiết nhất

06-11-2025, 6:23 pm

Pin laptop là bộ phận cung cấp năng lượng giúp thiết bị hoạt động khi không cắm sạc. Việc kiểm tra định kỳ tình trạng pin giúp người dùng phát hiện sớm dấu hiệu chai pin, tránh gián đoạn công việc. Bài viết hướng dẫn chi tiết cách kiểm tra pin trên Windows và các giải pháp hiệu quả khi laptop bị chai pin.

PC RTX 4070 - Hiệu năng đồ họa mạnh mẽ, lựa chọn tối ưu cho dân thiết kế và game thủ

30-10-2025, 3:23 pm

VGA RTX 4070 là dòng GPU thuộc kiến trúc Ada Lovelace của NVIDIA, mang lại hiệu năng mạnh mẽ trong tầm giá trung cao. Sản phẩm tối ưu cho các tác vụ đồ họa như dựng hình 3D, chỉnh sửa video 4K và chơi game AAA ở mức thiết lập cao. PC RTX 4070 tại Nguyễn Công PC được thiết kế tối ưu hiệu năng, tản nhiệt và độ ổn định cho cả làm việc lẫn giải trí.

Nguyễn Công PC đồng hành cùng Chào Tân Sinh viên 2025 – Đại học Dược Hà Nội

30-10-2025, 9:33 am

Sự kiện được mong chờ nhất của sinh viên Dược Hà Nội, “Chào Tân Sinh viên 2025”, đã diễn ra thành công rực rỡ vào ngày 26/10/2025 tại Sân trường Đại học Dược Hà Nội. Đây là một ngày hội rực rỡ sắc màu, nơi các Tân Sinh viên được hòa mình vào không khí sôi động, nhiệt huyết và tràn đầy năng lượng của tuổi trẻ.

Khám phá VGA Laptop: Nâng tầm hiệu năng, biến mọi tác vụ trở nên mượt mà

29-10-2025, 5:17 pm

VGA laptop là bộ phận quan trọng quyết định khả năng xử lý đồ họa và hiệu suất tổng thể của máy tính xách tay. Hiểu rõ về VGA giúp người dùng lựa chọn dòng card phù hợp cho nhu cầu học tập, làm việc hay chơi game. Bài viết dưới đây của Nguyễn Công PC sẽ giúp bạn nắm rõ khái niệm VGA laptop và gợi ý những mẫu VGA hiệu năng cao đáng sở hữu.

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