Giới thiệu về Bộ nhớ Cache: Định nghĩa, Các loại, Hiệu suất [MiniTool Wiki]

An Introduction Cache Memory

Điều hướng nhanh:

Bộ nhớ đệm

Định nghĩa

Bộ nhớ cache là gì? Bộ nhớ đệm là một thành phần máy tính dựa trên chip. Nó có thể làm cho dữ liệu được truy xuất từ bộ nhớ của máy tính hiệu quả hơn. Nó hoạt động như một khu vực lưu trữ tạm thời nơi bộ xử lý máy tính có thể dễ dàng truy xuất dữ liệu và nó có thể hoạt động như một bộ đệm giữa RAM và CPU.

Tiền boa: Để tìm hiểu thêm thông tin về CPU, bạn có thể vào MiniTool Trang web chính thức của.

Mục đích của bộ nhớ cache là gì? Nó có thể được sử dụng để tăng tốc và đồng bộ hóa với CPU tốc độ cao. Nó lưu dữ liệu và hướng dẫn thường được yêu cầu để chúng có thể được sử dụng cho CPU ngay lập tức khi cần. Bộ nhớ đệm đắt hơn bộ nhớ chính hoặc bộ nhớ đĩa, nhưng ít tốn kém hơn thanh ghi CPU.

Các loại

Theo truyền thống, loại bộ nhớ đệm được phân loại là “mức” để mô tả mức độ gần và khả năng truy cập của nó với bộ vi xử lý. Các cấp của bộ nhớ đệm như sau:

Cấp độ 1: Bộ đệm cấp 1 là bộ nhớ đệm chính, tốc độ rất nhanh nhưng tương đối nhỏ. Nó thường được nhúng dưới dạng bộ nhớ đệm CPU trong chip xử lý.

Cấp độ 2: Bộ nhớ đệm cấp 2 là bộ nhớ đệm thứ cấp, thường lớn hơn bộ nhớ đệm cấp 1. Bộ nhớ đệm L2 có thể được nhúng trong CPU, hoặc nó có thể nằm trong một chip hoặc bộ đồng xử lý riêng biệt và nó có một bus hệ thống dự phòng tốc độ cao kết nối bộ nhớ đệm và CPU.

Cấp 3: Bộ nhớ đệm mức 3 là bộ nhớ chuyên dụng, nhằm mục đích cải thiện hiệu suất của mức 1 và mức 2. Mặc dù bộ nhớ đệm L3 thường nhanh gấp đôi tốc độ của KỊCH , Bộ nhớ cache L1 hoặc L2 có thể nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ cache L3. Với bộ xử lý đa lõi, mỗi lõi có thể có bộ nhớ đệm L1 và L2 dành riêng, nhưng chúng có thể dùng chung bộ nhớ đệm L3.

Trước đây, bộ nhớ đệm L1, L2 và L3 được tạo ra bằng cách sử dụng kết hợp các thành phần bộ xử lý và bo mạch chủ. Hiện nay, xu hướng là tích hợp cả ba cấp bộ nhớ đệm vào chính CPU. Có thể, bạn quan tâm đến bài đăng này - [Hướng dẫn năm 2020] Cách chọn bo mạch chủ cho PC của bạn .

mức bộ nhớ đệm

Lập bản đồ

Ba kiểu ánh xạ được sử dụng cho bộ nhớ đệm như sau: ánh xạ trực tiếp, ánh xạ liên kết và ánh xạ liên kết tập hợp. Các chi tiết như sau:

Ánh xạ trực tiếp: Kỹ thuật đơn giản nhất là ánh xạ trực tiếp. Nó ánh xạ mỗi khối bộ nhớ chính đến chỉ một dòng bộ nhớ cache có thể. Hoặc, trong ánh xạ trực tiếp, phân bổ mỗi khối bộ nhớ vào một dòng cụ thể trong bộ đệm.

Nếu khối lưu trữ trước đó đã chiếm một hàng khi khối mới cần được tải, khối cũ sẽ bị loại bỏ. Không gian địa chỉ được chia thành hai phần: trường chỉ mục và trường nhãn.

Ánh xạ liên kết: Trong kiểu ánh xạ này, bộ nhớ kết hợp được sử dụng để lưu trữ nội dung và địa chỉ của các từ bộ nhớ. Bất kỳ khối nào cũng có thể nhập bất kỳ dòng nào của bộ nhớ cache. Điều này có nghĩa là bit id của từ được sử dụng để xác định từ nào là cần thiết trong khối, nhưng nhãn sẽ trở thành tất cả các bit còn lại.

Điều này giúp bạn có thể đặt bất kỳ từ nào ở bất kỳ đâu trong bộ nhớ cache. Nó được coi là hình thức ánh xạ nhanh nhất và linh hoạt nhất.

Ánh xạ liên kết tập hợp: Dạng ánh xạ này là một dạng nâng cao của ánh xạ trực tiếp, loại bỏ những nhược điểm của ánh xạ trực tiếp. Tập hợp liên kết giải quyết vấn đề có thể xảy ra chập chờn trong các phương pháp ánh xạ trực tiếp.

Nó thực hiện điều này bằng cách nói rằng thay vì có chính xác một dòng, một khối có thể được ánh xạ trong bộ nhớ cache, chúng ta sẽ tạo một nhóm gồm nhiều hàng với nhau để thực thi tập hợp này. Sau đó, một khối trong bộ nhớ có thể được ánh xạ tới bất kỳ hàng nào của một tập hợp cụ thể.

Hiệu suất

Đầu tiên, nó kiểm tra mục nhập tương ứng trong bộ nhớ đệm khi bộ xử lý cần đọc hoặc ghi vào một vị trí trong bộ nhớ chính. Hiệu suất bộ nhớ đệm thường được đo bằng một số lượng được gọi là tỷ lệ truy cập. Bạn có thể sử dụng kích thước khối bộ nhớ cache lớn hơn, khả năng kết hợp cao hơn và giảm tỷ lệ bỏ lỡ. Cải thiện hiệu suất bộ nhớ cache bằng cách giảm chi phí bỏ lỡ và giảm thời gian truy cập bộ nhớ cache.

Cũng thấy: Cách xóa bộ nhớ đệm hệ thống Windows 10 [Cập nhật năm 2020]

Từ cuối cùng

Để kết thúc, bài đăng này giới thiệu một số thông tin về bộ nhớ đệm. Bạn đã biết định nghĩa, các loại cũng như đề xuất của nó. Bên cạnh đó, bạn cũng có thể biết hiệu suất bộ nhớ cache và ánh xạ từ bài đăng này.