
Bộ nhớ cache trong CPU là gì và tại sao quan trọng?

Cách hoạt động của bộ nhớ cache trong CPU là gì?
Để hiểu cách hoạt động của cache, bạn cần hiểu cách CPU lấy dữ liệu để tính toán. Mỗi khi CPU cần thực hiện một phép tính, nó phải trải qua một chu kỳ gọi là machine cycle. Trong chu kỳ này, có bước gọi là Fetch, khi CPU lấy dữ liệu cần thiết để tính toán và lấy lệnh để biết cần thực hiện hoạt động gì với dữ liệu đó. Ví dụ, khi máy tính cần thực hiện phép tính A + B, CPU sẽ lấy dữ liệu A và B, cùng với lệnh ADD để thực hiện phép tính đó.

Trong quá trình này, CPU sẽ trước hết tìm kiếm dữ liệu trong register (một loại bộ nhớ nằm trực tiếp trong nhân CPU), sau đó tìm trong cache. Nếu không tìm thấy trong cache, CPU sẽ tìm trong RAM. Tuy nhiên, vì CPU hoạt động với tốc độ rất nhanh, việc truy xuất dữ liệu từ RAM không đáp ứng kịp thời gian cần thiết của CPU. Do đó, bộ nhớ cache được sử dụng để tăng tốc độ truy xuất dữ liệu. Bộ nhớ cache nằm giữa CPU và RAM, giúp CPU lấy dữ liệu nhanh chóng hơn so với việc truy xuất từ RAM.
Cách hoạt động của bộ nhớ cache trong CPU

Cache L1, L2 và L3 - Cấu trúc và vai trò