Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

doquoctrung(I22A) 19/3/2013, 08:16

Cache là gì ?

Cache là bộ nhớ nằm bên cạnh CPU, bộ nhớ này có tốc độ truy cập rất nhanh. Do làm bằng chất liệu cao cấp nên CPU nào có cùng tốc độ mà cache lớn hơn thì giá thành cao hơn. Nhiệm vụ của cache này là lưu các lệnh mà HDH đưa xuống chờ CPU xử lý. Bộ nhớ Ram chứa chương trình, Cache chứa các lệnh.

- Bộ nhớ Cache là bộ nhớ nằm bên trong của CPU, nó có tốc độ truy cập dữ liệu theo kịp tốc độ xủa lý của CPU, điều này khiến cho CPU trong lúc xử lý không phải chờ dữ liệu từ RAM vì dữ iệu từ RAM phải đi qua Bus của hệ thống nên mất nhiều thời gian.

- Một dữ liệu trước khi được xử lý, thông qua các lệnh gợi ý của ngôn ngữ lập trình, dữ liệu được nạp sẵn lên bộ nhớ Cache, vì vậy khi xử lý đến, CPU không mất thời gian chờ đợi . Khi xử lý xong trong lúc đường truyền còn bận thì CPU lại đưa tạm kết quả vào bộ nhớ Cache, như vậy CPU không mất thời gian chờ đường truyền được giải phóng .

- Bộ nhớ Cache là giải pháp làm cho CPU có điều kiện hoạt động thường xuyên mà không phải ngắt quãng chờ dữ liệu, vì vậy nhờ có bộ nhớ Cache mà hiệu quả xử lý tăng lên rất nhiều, tuy nhiên bộ nhớ Cache được làm bằng Ram tĩnh do vậy giá thànhcủa chúng rất cao

Cơ chế caching:

– nạp trước dữ liệu vào thiết bị lưu trữ tốc độ cao hơn

Tại sao phải dùng cache?

– Chênh lệch lớn giữa tốc độ CPU và tốc độ bộ nhớ RAM, đĩa,…
– Khai thác nguyên lý cục bộ (locality)
– Kích thước cache nhỏ phải quản lý cache: thay nội dung cache
– Trong cơ chế caching, một dữ liệu có thể được lưu trữ nhiều nơi phải bảo đảm tính nhất quán dữ liệu.

PhanNhutThanh(I22A) 19/3/2013, 08:58

Cho mình hỏi cache và bus của CPU cái nào quan trọng hơn? Shocked

Huynh Xuan Dat(I22A) 19/3/2013, 12:18

PhanNhutThanh(I22A) đã viết:Cho mình hỏi cache và bus của CPU cái nào quan trọng hơn?

cái nào cũng quan trọng cả cached là bộ nhớ đệm còn mục đích chính của Bus là lưu thông, vận chuyển tín hiệu, dữ liệu. Trong máy tính, người ta coi bus như kênh, tuyến – đường dẫn nội bộ để truyền tín hiệu từ bộ phận này sang bộ phận khác trong máy tính.

doquoctrung(I22A) 20/3/2013, 08:13

Theo mình nghĩ thì cái nào cũng quan trọng vì:

- Bus nói đơn giản là giống như những tuyến đường nối giữa các thiết bị trong máy tính(RAM, CPU, VGA card...) để truyền tải thông tin, bus càng lớn thì cũng như đường càng rộng thông tin di chuyển nhanh hơn. Các main dùng chipset đời cũ thường có bus không cao.
- Cache nghĩa là bộ nhớ đệm dùng để chứa thông tin trước khi chương trình cần dùng đến nó, cache càng lớn thì dung lượng thông tin lưu trữ càng nhiều và khi cần dùng đến thì sẽ dùng được ngay=> tốc độ chạy chương trình được cải thiện hơn.

PhanThanhLiem(I22A) 20/3/2013, 23:12

Hiện nay CPU (đa nhân) có 3 loại cache là L1, L2 và L3:
- Cache L1: Được tích hợp vào lõi của CPU. Tốc độ truy xuất của cache L1 tương đương với tốc độ của CPU nhưng dung lượng khá nhỏ với hai thành phần chính là Data cache và Code cache (trong một số CPU được gọi là Instruction cache hay Trace cache) để lưu trữ dữ liệu và mã lệnh.

-Cache L2: được gọi là external cache hay cache phụ. Chức năng chính của cache L2 là dựa vào các lệnh mà CPU sắp thi hành để lấy dữ liệu cần thiết từ RAM, CPU sẽ dùng dữ liệu ở cache L2 để tăng tốc độ xử lý.

-Cache L3: dùng chung cho tất cả các nhân, giúp việc trao đổi dữ liệu giữa các nhân hiệu quả hơn mà không cần thông qua các cache bên trong của mỗi nhân.

-VD cache Intel Core i3 530:
L1 Cache: Instruction: 2 x 32 KBytes, Data: 2 x 32 KBytes
L2 Cache: Integrated: 2 x 256 KBytes
L3 Cache: 4 MBytes

LeNgocTung (I22A) 21/3/2013, 23:24

Nếu chỉ phân tích Cache ứng dụng trên CPU là chưa đủ bởi Cache sử dụng rất nhiều trong các bộ vi sử lý khác ngoài CPU của máy tính. Tuy nhiên khi dùng từ cache ta hay liên tưởng đến cache1 và cach2 của CPU Intel.

Sponsored content

Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?

Re: Bộ nhớ Cache và cơ chế Caching ?