Danh mục

Chúng ta đã nghe nhiều về RAM và bộ nhớ cache, chúng đều là bộ nhớ nhưng đâu là điểm khác biệt?

Thứ ba, 31/01/2023 06:38

Cả RAM và cache đều là bộ nhớ chính tạm thời. Nhưng sự khác biệt giữa chúng là gì?

Nếu là người đam mê công nghệ, bạn có thể đã nghe nói về bộ nhớ cache và cách chúng hoạt động với RAM để giúp hệ thống của laptop chạy nhanh hơn. Nhưng có bao giờ bạn thắc mắc cache là gì và nó khác với RAM như thế nào không?

Tìm hiểu hệ thống bộ nhớ trên máy tính

Trước khi bắt đầu so sánh RAM với bộ nhớ đệm, điều quan trọng là phải hiểu hệ thống bộ nhớ trên máy tính được thiết kế như thế nào.

Bạn thấy đấy, cả RAM và cache đều là hệ thống lưu trữ bộ nhớ tạm thời. Điều này có nghĩa là cả hai hệ thống lưu trữ này đều có thể lưu trữ dữ liệu tạm thời và chỉ hoạt động khi chúng được cấp điện. Do đó, khi bạn tắt máy tính, tất cả dữ liệu được lưu trữ trong RAM và cache sẽ bị xóa.

Vì lý do này, bất kỳ thiết bị máy tính nào cũng có hai loại hệ thống lưu trữ khác nhau, đó là bộ nhớ chính và bộ nhớ phụ. Ổ đĩa là bộ nhớ thứ cấp trên hệ thống máy tính nơi bạn lưu các tệp của mình, có khả năng lưu trữ dữ liệu khi tắt nguồn. Mặt khác, hệ thống bộ nhớ chính cung cấp dữ liệu cho CPU khi được bật.

RAM, bộ nhớ cache, mẹo mua laptop, giải thích công nghệ

Nhưng tại sao trên máy tính có hệ thống bộ nhớ không thể lưu trữ dữ liệu khi tắt máy? Đúng vậy, có một lý do lớn giải thích tại sao các hệ thống lưu trữ chính lại cần thiết cho máy tính.

Mặc dù bộ nhớ chính trên hệ thống của bạn không có khả năng lưu trữ dữ liệu khi không có điện, nhưng chúng nhanh hơn nhiều khi so sánh với các hệ thống lưu trữ thứ cấp. Về số lượng, các hệ thống lưu trữ thứ cấp như SSD có thời gian truy cập là 50 micro giây (1 giây [s] = 1.000.000 Micro giây [µs]).

Ngược lại, các hệ thống bộ nhớ chính, chẳng hạn như bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, có thể cung cấp dữ liệu cho CPU sau mỗi 17 nano giây (1 Nano giây [ns] = 0,000000001 giây [s]). Do đó, hệ thống bộ nhớ sơ cấp nhanh hơn gần 3.000 lần so với hệ thống lưu trữ thứ cấp.

Do sự khác biệt về tốc độ này, các hệ thống máy tính đi kèm với hệ thống phân cấp bộ nhớ, cho phép dữ liệu được chuyển đến CPU với tốc độ nhanh đáng kinh ngạc.

RAM, bộ nhớ cache, mẹo mua laptop, giải thích công nghệ

Đây là cách dữ liệu di chuyển qua các hệ thống bộ nhớ trong một máy tính hiện đại:

Ổ đĩa lưu trữ (Bộ nhớ thứ cấp): Thiết bị này có thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn nhưng không nhanh bằng CPU. Do đó, CPU không thể truy cập dữ liệu trực tiếp từ hệ thống lưu trữ thứ cấp.

RAM (Bộ nhớ chính): Hệ thống lưu trữ này nhanh hơn hệ thống lưu trữ thứ cấp nhưng không thể lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn. Do đó, khi bạn mở một tệp trên hệ thống của mình, tệp đó sẽ di chuyển từ ổ cứng sang RAM. Điều đó cho thấy ngay cả RAM cũng không đủ nhanh cho CPU.

Bộ nhớ cache (Bộ nhớ chính): Để giải quyết vấn đề này, một loại bộ nhớ chính cụ thể được gọi là bộ nhớ cache được nhúng trong CPU và là hệ thống bộ nhớ nhanh nhất trên máy tính. Hệ thống bộ nhớ này được chia thành 3 phần, cụ thể là bộ đệm L1, L2 và L3. Do đó, bất kỳ dữ liệu nào cần được CPU xử lý sẽ di chuyển từ ổ cứng sang RAM rồi đến bộ nhớ cache. Điều đó nói rằng, CPU không thể truy cập dữ liệu trực tiếp từ bộ đệm.

Thanh ghi CPU (Bộ nhớ chính): Thanh ghi CPU trên thiết bị điện toán có kích thước nhỏ và dựa trên kiến ​​trúc bộ xử lý. Các thanh ghi này có thể chứa 32 hoặc 64 bit dữ liệu. Khi dữ liệu di chuyển vào các thanh ghi này, CPU có thể truy cập nó và thực hiện tác vụ trong tầm tay.

Hiểu về RAM và cách thức hoạt động của nó

Như đã giải thích trước đó, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên trên thiết bị chịu trách nhiệm lưu trữ và cung cấp dữ liệu cho CPU cho các chương trình trên máy tính. Để lưu trữ dữ liệu này, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên sử dụng ô nhớ động (DRAM).

Tế bào này được tạo ra bằng cách sử dụng một tụ điện và một bóng bán dẫn. Tụ điện trong cách sắp xếp này được sử dụng để lưu trữ điện tích và dựa trên trạng thái điện tích của tụ điện; ô nhớ có thể chứa 1 hoặc 0.

Nếu tụ điện được sạc đầy, nó được cho là lưu trữ giá trị 1. Mặt khác, khi nó xả điện, nó được cho là lưu trữ giá trị 0. Mặc dù tế bào DRAM có khả năng lưu trữ điện tích, nhưng thiết kế bộ nhớ này có những sai sót.

RAM, bộ nhớ cache, mẹo mua laptop, giải thích công nghệ

Vì RAM sử dụng các tụ điện để lưu trữ điện tích, nên nó có xu hướng mất điện tích mà nó đã lưu trữ trong đó. Do đó, dữ liệu được lưu trữ trong RAM có thể bị mất. Để giải quyết vấn đề này, điện tích được lưu trữ trong các tụ điện được làm mới bằng cách sử dụng bộ khuếch đại cảm giác, ngăn không cho RAM làm mất thông tin được lưu trữ.

Mặc dù việc làm mới các lần sạc này cho phép RAM lưu trữ dữ liệu khi máy tính được bật, nhưng nó gây ra độ trễ trong hệ thống vì RAM không thể truyền dữ liệu đến CPU khi nó đang được làm mới làm chậm hệ thống.

Ngoài ra, RAM được kết nối với bo mạch chủ, do đó, được kết nối với CPU bằng các ổ cắm. Do đó, có một khoảng cách đáng kể giữa RAM và CPU, làm tăng thời gian dữ liệu được gửi đến CPU.

Vì những lý do nêu trên, RAM chỉ cung cấp dữ liệu cho CPU sau mỗi 17 nano giây. Ở tốc độ đó, CPU không thể đạt hiệu suất cao nhất. Điều này là do CPU cần được cung cấp dữ liệu mỗi 1/4 nano giây để mang lại hiệu suất tốt nhất khi chạy ở tần số tăng áp turbo là 4 Gigahertz.

Để giải quyết vấn đề này, chúng ta có bộ nhớ cache, một hệ thống lưu trữ tạm thời khác nhanh hơn nhiều so với RAM.

Giải thích về bộ nhớ cache

Bây giờ chúng ta đã biết về những lưu ý đi kèm với RAM, chúng ta có thể xem xét bộ nhớ cache và cách nó giải quyết vấn đề xảy ra với RAM.

Đầu tiên và quan trọng nhất, bộ nhớ cache không có trên bo mạch chủ. Thay vào đó, nó được đặt trên chính CPU. Do đó, dữ liệu được lưu trữ gần CPU hơn cho phép CPU truy cập dữ liệu nhanh hơn.

Ngoài ra, bộ nhớ cache không lưu trữ dữ liệu cho tất cả các chương trình đang chạy trên hệ thống của bạn. Thay vào đó, nó chỉ giữ dữ liệu được CPU yêu cầu thường xuyên. Do những khác biệt này, bộ đệm có thể gửi dữ liệu tới CPU với tốc độ nhanh đáng kinh ngạc.

Hơn nữa, so với RAM, bộ nhớ cache sử dụng các ô tĩnh (SRAM) để lưu trữ dữ liệu. So với các ô động, bộ nhớ tĩnh không cần làm mới vì chúng không sử dụng tụ điện để lưu trữ điện tích.

Thay vào đó, nó sử dụng một bộ 6 bóng bán dẫn để lưu trữ thông tin. Do sử dụng bóng bán dẫn, ô tĩnh không bị mất điện tích theo thời gian, giúp bộ đệm cung cấp dữ liệu cho CPU với tốc độ nhanh hơn nhiều.

RAM, bộ nhớ cache, mẹo mua laptop, giải thích công nghệ

Điều đó nói rằng, bộ nhớ cache cũng có sai sót của nó. Thứ nhất, nó đắt hơn nhiều so với RAM. Ngoài ra, một ô RAM tĩnh lớn hơn nhiều so với DRAM, vì một bộ 6 bóng bán dẫn được sử dụng để lưu trữ một bit thông tin. Con số này lớn hơn đáng kể so với thiết kế tụ điện đơn của tế bào DRAM.

Do đó, mật độ bộ nhớ của SRAM thấp hơn nhiều và việc đặt một SRAM duy nhất có kích thước lưu trữ lớn trên khuôn CPU là không thể. Do đó, để giải quyết vấn đề này, bộ nhớ cache được chia thành 3 loại là cache L1, L2 và L3 và được đặt bên trong và bên ngoài CPU.

So sánh RAM và bộ nhớ cache

Bây giờ chúng ta đã hiểu cơ bản về RAM và cache, chúng ta có thể xem chúng so sánh với nhau như thế nào.

RAM, bộ nhớ cache, mẹo mua laptop, giải thích công nghệ

Bộ nhớ cache nhanh hơn nhiều so với RAM

Cả RAM và bộ đệm đều là hệ thống bộ nhớ tạm thời, nhưng cả hai đều phục vụ các tác vụ đặc biệt. Một mặt, RAM lưu trữ các chương trình đang chạy trên hệ thống của máy tính, trong khi bộ đệm ẩn hỗ trợ RAM bằng cách lưu trữ dữ liệu được sử dụng thường xuyên gần CPU để cải thiện hiệu suất.

Do đó, nếu bạn đang tìm kiếm một chiếc laptop mang lại hiệu năng tuyệt vời thì điều cần thiết là xem xét RAM và bộ nhớ cache đi kèm với nó. Sự cân bằng vượt trội giữa cả hai hệ thống bộ nhớ là điều cần thiết để tận dụng tối đa máy tính của bạn.

Thanh Ngọc (Theo Bảo Vệ Công Lý)

VIDEO ĐANG ĐƯỢC XEM NHIỀU NHẤT

Trấn Thành khóc nức nở: 'Có đẻ 10 kiếp thì tôi cũng không bao giờ được như anh Đàm Vĩnh Hưng lúc này'

TIN MỚI CẬP NHẬT

Dương Hoàng Anh mừng sinh nhật con gái xinh như búp bê

Con gái diễn viên Dương Hoàng Anh càng lớn càng xinh, thừa hưởng gen đẹp từ bố mẹ.
Nhí 7 phút trước

Disney công bố tạo hình Lọ Lem, nữ chính 44 tuổi với mái tóc xanh gây sốc

Mới đây, Disney đã công bố tạo hình của Cinderella (Lọ Lem) do nữ diễn viên Brandy Norwood thủ vai.
Toàn cảnh 7 phút trước

Diễn viên Tú Vi lên tiếng về tin đồn mang bầu lần 2

Than thở chuyện tăng 3kg khiến diễn viên Tú Vi bị nghi mang bầu lần 2.
Chuyện làng sao 8 phút trước

Lâm Bảo Châu tung loạt ảnh nét căng bên Lệ Quyên, ví von 'chúng mình là những chú ong bắp cày'

Kèm theo bộ ảnh mới chụp cùng Lệ Quyên, Lâm Bảo Châu viết: 'Nếu những loài hoa đang đua sắc toả hương. Thì chúng mình...
Album ảnh sao 10 phút trước

10 người nổi tiếng sở hữu ngoại hình độc đáo sẽ trông như thế nào khi 'chuyển giới'?

Rowan Atkinson và nhiều người nổi tiếng may mắn sở hữu gương mặt có '1-0-2'. Thế nhưng, bạn có bao giờ tưởng tượng họ sẽ...
Chuyện làng sao 37 phút trước

Gợi ý 30 mâm cơm nhà dành cho 4 người vào ngày nắng, đỡ đau đầu suy nghĩ cả tháng

Những mâm cơm có đủ món mặn, món canh rau sẽ rất thích hợp vào những ngày nắng nóng.
Địa chỉ ăn ngon 37 phút trước

Nhà phố siêu mỏng với bề ngang chỉ 3,6 m, nhìn cách bố trí không gian, ai cũng muốn dọn vào ở

Ngôi nhà tuy diện tích hẹp nhưng có đầy đủ tiện nghi, đặc biệt là bể bơi trên sân thượng giúp gia chủ thư giãn...
Mẫu nhà đẹp 38 phút trước

Vợ cũ Huy Khánh nhắc về mẹ chồng cũ: 'Mình cảm tưởng bà coi mình như là con gái'

Doanh nhân Lương Hoàng Anh vẫn luôn nể trọng, yêu mến mẹ chồng cũ dù bà đã qua đời.
Chuyện làng sao 1 giờ, 16 phút trước

Phương Uyên tỏ tình với Thanh Hà, tung ảnh mặt mộc của nửa kia xinh ngất ngây

Nhạc sĩ Phương Uyên cho rằng tình yêu với Thanh Hà không còn là trách nhiệm mà là sự hưởng thụ.
Chuyện làng sao 1 giờ, 16 phút trước

Trẻ có 3 đặc điểm này trước 3 tuổi có chỉ số IQ rất cao, lớn lên sẽ rất xuất sắc

Mong ước lớn nhất của mỗi bậc cha mẹ là mong con cái được khỏe mạnh, thứ hai là sinh được đứa con ngoan, có...
Chăm con 2 giờ, 45 phút trước

'Đừng nói khi yêu': Dân tình phát cuồng với cảnh Quy ép mẹ ruột về Sài Gòn vì Ly

Phân cảnh Quy do Mạnh Trường đóng ép mẹ ruột về Sài Gòn vì đối xử quá đáng với Ly khiến khán giả ủng hộ...
Bật mí điện ảnh 2 giờ, 47 phút trước

Victoria Beckham cuối cùng cũng có lãi sau 13 năm kinh doanh thua lỗ

Sau 13 năm thua lỗ nặng nề, công việc kinh doanh thời trang của Victoria Beckham đang ngày càng phất lên.
Chuyện làng sao 2 giờ, 47 phút trước

Nàng 'Quạ đen' Lee Hye Young gây chú ý khi đi giày lên giường khoe đôi chân được bảo hiểm hơn 20 tỷ đồng

Hình ảnh mới đây của nữ ca sĩ kiêm diễn viên Lee Hye Young đã gây ra nhiều tranh cãi.
Chuyện làng sao 2 giờ, 47 phút trước

Dân mạng 'phát sốt' với ngôi trường mầm non được phủ hồng rực rỡ bằng màu hoa giấy ở Sơn La

Giàn hoa giấy siêu khủng nở rực rỡ ở một trường mầm non tại Sơn La khiến cư dân mạng mê mẩn.
Đời sống trẻ 3 giờ, 51 phút trước

Trắc nghiệm tâm lý: Điều đầu tiên bạn nhìn thấy là gì Bạn có gặp quý nhân phù trợ vào tháng 4 không?

Hãy cùng nhìn vào bức tranh dưới đây và bạn cảm thấy điều đầu tiên ấn tượng với bạn là gì? Đáp án sẽ nói...
Đời sống số 3 giờ, 52 phút trước

Dù yêu vợ nhưng vẫn ngoại tình với người cũ, chàng trai bị 'ném đá' khi phân trần: 'Yêu vợ và ngủ với gái là hai chuyện tách bạch'

Một chàng trai cho rằng cảm giác vụng trộm với người yêu cũ khá kích thích, anh chàng còn cảm thấy khoái trá khi lừa...
Đàn ông yêu 3 giờ, 53 phút trước

Cách làm mía chưng hoa bưởi: Thức quà khơi dậy mọi giác quan

Trong ngày trời nóng, đừng bỏ qua thức quà vừa ngọt lại thơm là món mía chưng hoa bưởi.
Địa chỉ ăn ngon 3 giờ, 54 phút trước

DJ Koo lên tiếng trước nghi vấn Từ Hy Viên muốn ly hôn: 'Tôi sẽ bảo vệ cô ấy đến hết cuộc đời'

Xuất hiện tại sự kiện mới đây, DJ Koo đã gây chú ý khi có những chia sẻ về hôn nhân hiện tại với nữ...
Chuyện làng sao 4 giờ, 57 phút trước

'Nữ ca sĩ giàu nhất thế giới' Rihanna sành điệu đi sắm đồ cho con trai và em bé sắp chào đời

Rihanna trông rất sang trọng khi đi mua một số đồ dùng cho đứa con thứ hai sắp chào đời của cô.
Chuyện làng sao 4 giờ, 57 phút trước

Thùy Anh 'Đừng nói khi yêu': 'Ngày nào lên phim trường tôi cũng khóc'

Chưa tận hưởng những giây phút ngọt ngào của tình yêu được bao lâu, chuyện tình giữa cô thợ bánh Ly và Giám đốc hào...
Truyền hình 4 giờ, 59 phút trước

Em trai Đăng Khôi mừng sinh nhật sang chảnh, không quên nịnh 'nóc nhà'

Đón tuổi mới, em trai Đăng Khôi - Đăng Nguyên tổ chức một chuyến du lịch sang chảnh ở Nha Trang bên những người thân...
Chuyện làng sao 4 giờ, 59 phút trước

Thiếu gia giả dạng trai nghèo đi tìm chân ái, gặp ngay cô nàng 'kén cá chọn canh' và cái kết không như phim

Sau khi biết khối tài sản mà chàng trai và gia đình anh ta sở hữu thì cô gái đã rất bất ngờ, nhưng tiếc...
Đời sống trẻ 4 giờ, 59 phút trước

Lý Hải mạnh tay chi lớn, đầu tư tiền tỷ phục dựng làng chiếu Định Yên nhưng tặng lại cho người dân

Lý Hải tiếp tục "chơi lớn" khi chi tiền tỷ để phục dựng làng chiếu Định Yên (Đồng Tháp) nhằm đem lại trải nghiệm điện...
Bật mí điện ảnh 4 giờ, 59 phút trước

Hương Giang gây 'sốt' khi diện trang phục cắt xẻ táo bạo khoe hình thể nóng bỏng

Trong bộ trang phục lộng lẫy được cắt xẻ đầy táo bạo, hình ảnh Hương Giang đầy quyền lực, kiêu sa nhanh chóng thu hút...
VIDEO 4 giờ, 60 phút trước

Siêu mẫu Gisele Bündchen lên tiếng về tin đồn hẹn hò với bạn tỷ phú của chồng cũ vì tiền

Sau khi ly hôn chồng cũ, Gisele Bündchen tiếp tục vướng tin đồn hẹn hò với bạn của Tom Brady.
Chuyện làng sao 4 giờ, 60 phút trước

Phát hiện chồng cài mật khẩu điện thoại và nhắn tin với người yêu cũ, cô vợ lên mạng xin lời khuyên

Trong thời gian mới sinh con, người vợ bị stress vì phát hiện chồng cài mật khẩu điện thoại, còn nhắn tin với người yêu...
Đời sống trẻ 4 giờ, 60 phút trước

Bà Kim Đức chia sẻ về sứ mệnh của người họa sỹ hút hơn 1 triệu lượt like

Dòng status chia sẻ về sứ mệnh của các nghề nghiệp trong đó có nhắc về sứ mệnh của người họa sỹ đã thu hút...
Dòng sự kiện 4 giờ, 29 phút trước

Phan Hiển tuyên bố không có tiền mua quà tặng sinh nhật vợ vì lí do thuyết phục này

Vũ công Phan Hiển đã tung bộ ảnh chúc mừng sinh nhật Khánh Thi kèm lí do không tặng quà.
Chuyện làng sao 5 giờ, 52 phút trước

Công thức làm chè khoai lang tím dẻo mềm, ngọt thanh

Món chè khoai lang tím dẻo mềm, có công thức đơn giản. Chè để đến hôm sau vẫn mềm ngon mà không bị cứng và...
Địa chỉ ăn ngon 5 giờ, 16 phút trước

Mẹo để chọn được nước mắm ngon, nấu món nào cũng 'hết nước chấm'

Trên kệ siêu thị có hàng mấy chục loại nước mắm bày ra trước mắt, để chọn được nước mắm ngon, đừng bỏ qua bí...
Kiến thức 5 giờ, 17 phút trước

Đoàn phim gây ra cảnh hỗn loạn khi cảnh sát biển nhận được thông báo có 'xác chết' trên sông

Việc quay phim “Silent Witness” đã gây ra sự hỗn loạn. Nguyên nhân là do lực lượng bảo vệ bờ biển nhận được báo cáo...
Toàn cảnh 5 giờ, 17 phút trước

Park Shin Hye đẹp không tì vết dù đã sinh con

Nữ diễn viên Park Shin Hye thu hút sự chú ý với vẻ đẹp rực rỡ khi xuất hiện trong bộ ảnh mới.
Chuyện làng sao 5 giờ, 17 phút trước

Top 10 rapper sở hữu trang sức đắt giá nhất

Các rapper thích khoe trang sức và phụ kiện sang trọng, đắt tiền. Ngoài khả năng thanh nhạc của họ, họ được đặc trưng bởi...
Thời trang sao 6 giờ, 40 phút trước

Con gái bị thắc mắc 'không biết làm nghề gì trong showbiz', mẹ đại gia của Ngọc Thanh Tâm phản ứng ra sao?

Ngọc Thanh Tâm hài hước lên tiếng trước việc cư dân mạng thắc mắc cô là ca sĩ hay diễn viên, mẹ của cô nàng...
Chuyện làng sao 6 giờ, 41 phút trước

Trung vệ Bùi Tiến Dũng chúc mừng sinh nhật bà xã, chứng minh hôn nhân hạnh phúc sau tin đồn rạn nứt

Tranh thủ quãng thời gian được nghỉ, trung vệ Bùi Tiến Dũng tổ chức cho vợ một buổi tiệc sinh nhật ấm cúng.
Đời sống trẻ 6 giờ, 42 phút trước