Bộ nhớ đệm trong CPU là gì?
Nếu là một người thích tìm hiểu về máy tính thì có lẽ là bạn đã nghe về bộ nhớ đệm của CPU rồi đúng không nào? Vậy thì nó là cái gì ấy nhỉ?
Muốn hiểu bài này thì bạn sẽ cần một chút kiến thức nền đấy nhé, nếu bạn chưa hiểu chút gì về cách hoạt động của máy tính thì bạn có thể tham khảo trong bài viết dưới đây.
Như chúng ta đều biết thì do tốc độ xử lý dữ liệu của CPU quá nhanh so với tốc độ truy xuất của ổ cứng nên phải có một bộ nhớ đệm có tốc độ cao hơn để lưu trữ dữ liệu tạm thời. Từ đó, CPU sẽ có thể tiếp cận nguồn dữ liệu trong RAM một cách nhanh chóng để đạt tốc độ xử lý cao hơn. Nếu không có RAM thì CPU sẽ không thể phát huy hết sức mạnh của nó, nó sẽ chỉ làm việc một cách nhàn nhã, lười biếng và không thể đạt tốc độ xử lý thực sự của mình.
Tuy nhiên, khoảng cách giữa tốc độ xử lý của các nhân CPU vẫn còn chênh lệch quá lớn so với tốc độ truyền dữ liệu (băng thông) của RAM. Vì thế nên chúng ta cần một loại bộ nhớ có tốc độ cao hơn nữa, nằm giữa RAM và CPU để giúp CPU có thể phát huy hết sức mạnh xử lý của mình, và đó chính là bộ nhớ đệm của CPU.
OK, khoan đọc xuống dưới bạn nhé, ngay lúc này thì chúng ta sẽ cần làm rõ một số thứ trước khi đến phần thiếp theo.
Về cơ bản thì bộ nhớ đệm (bộ nhớ cache) trên CPU và thanh RAM trên mainboard cũng đều là RAM (Random Access Memory – bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên) cả. Chúng khác nhau ở chỗ thanh RAM trên mainboard thuộc loại DRAM (Dynamic RAM – RAM động), có tốc độ thấp hơn, còn bôn nhớ đệm trên CPU thuộc dạng SRAM (Static RAM – RAM tĩnh), có tốc độ cao hơn rất nhiều.
Tạm thời thì như vậy thôi nhé, việc vì sao SRAM lại nhanh hơn DRAM hay vì sao người ta không dùng SRAM thì mình sẽ giải thích trong một bài viết khác để tránh bị “loãng”. Còn bây giờ thì quay trở lại vẫn đề bộ nhớ đệm nào.
Bộ nhớ đệm nằm sẵn trong CPU, tác dụng của nó cũng giống như thanh RAM mà bạn cắm trên mainboard vậy. Bộ nhớ đệm của CPU sẽ lưu trữ các dữ liệu trích từ RAM để sẵn sàng cung cấp cho CPU sử dụng với tốc độ nhanh nhất.
Bộ nhớ đệm thường được chia ra làm 3 “tầng”, gồm L1, L2 và L3 (L : Level). Xét về dung lượng, L3 sẽ có dung lượng lớn nhất, L2 nằm giữa và L1 nhỏ nhất. Xét về tốc độ, L1 nhanh nhất, L2 ở giữa và L3 thấp nhất. L3 sẽ nhận dữ liệu từ DRAM (thanh RAM được cắm trên mainboard của bạn), L2 là tầng chuyển tiếp giữa L1 và L3, L1 sẽ rót trực tiếp dữ liệu cho các nhân CPU xử lý.
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.
Tương tự như RAM, bộ nhớ đệm có dung lượng càng lớn thì CPU càng có nhiều không gian để lưu trữ các dữ liệu cần thiết, từ đó xử lý dữ liệu một cách mượt mà hơn.
Xong, về cơ bản thì là vậy, hy vọng đã mang đến được cho các bạn những thông tin hữu ích!
