Bộ nhớ cache lưu trữ tất cả các hướng dẫn và dữ liệu được sử dụng thường xuyên của thiết bị. Kết quả là, nó cải thiện hiệu suất chung và hoạt động của máy tính.
Ngược lại, thanh ghi chỉ lưu một phần thông tin cụ thể, chẳng hạn như hướng dẫn máy tính hoặc vị trí của một phần dữ liệu cụ thể.
Máy tính của bộ nhớ cache là thành phần bộ nhớ nhỏ hơn và nhanh hơn nằm giữa CPU và bộ nhớ chính.
Để cấu hình này hoạt động, bộ nhớ cache phải nhanh hơn bộ nhớ chính.
Thời gian xử lý được giảm thiểu vì bộ đệm lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn được sử dụng thường xuyên.
Khi nó cần một lệnh hoặc một đoạn dữ liệu, CPU sẽ tìm kiếm bộ nhớ theo thứ tự sau: bộ đệm L1, bộ đệm L2 và RAM, với thời gian xử lý lâu hơn cho mỗi cấp bộ nhớ cần thiết.
Bộ đệm L1 được tích hợp trực tiếp vào chip CPU.
Thành phần giữ dữ liệu nhỏ nhất được tích hợp vào CPU được gọi là thanh ghi.
Đây là những vùng bộ nhớ mà CPU có quyền truy cập trực tiếp.
Một thanh ghi đủ lớn để lưu trữ hướng dẫn là điều cần thiết.
Ví dụ, một thanh ghi trong máy tính có 32 bit lệnh phải dài 32 bit.
Nó cắt giảm thời gian cần thiết để định vị thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ.
Giá mỗi byte cao hơn so với bộ nhớ đệm.
Chìa khóa chính
- Các thanh ghi là các vị trí lưu trữ nhỏ, nhanh trong CPU chứa dữ liệu hoặc hướng dẫn để xử lý ngay lập tức.
- Bộ nhớ đệm là mức lưu trữ trung gian giữa thanh ghi và bộ nhớ chính, giúp cải thiện tốc độ truy xuất dữ liệu.
- Bộ nhớ đề cập đến hệ thống lưu trữ tổng thể trong máy tính, bao gồm RAM, ROM và bộ nhớ cache.
Đăng ký so với Bộ nhớ cache và Bộ nhớ
Thanh ghi là loại lưu trữ nhanh nhất và được đặt bên trong bộ xử lý. Bộ đệm là một loại bộ nhớ tốc độ cao nằm giữa CPU và bộ nhớ chính. Bộ nhớ, còn được gọi là RAM, là loại lưu trữ máy tính phổ biến nhất. Nó được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn mà CPU cần truy cập nhanh chóng.
Bảng so sánh
| Các thông số so sánh | Đăng ký | Bộ nhớ cache | Bộ nhớ |
|---|---|---|---|
| Xử lí dữ liệu | Dữ liệu mà CPU của máy tính hiện đang xử lý được lưu trữ trong các thanh ghi. | Thông tin/dữ liệu được sử dụng gần đây của máy tính được lưu trữ trong bộ đệm. | Nó tương tác trực tiếp với CPU |
| Địa Chỉ | Một phần của CPU của thiết bị máy tính. | Trên bo mạch chủ của nó hoặc bên trong CPU. | trong CPU |
| Tốc độ truy cập bộ nhớ | Nhiều hoạt động trong một chu kỳ đồng hồ duy nhất. | nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ đăng ký | tương đối chậm hơn |
| Các ví dụ | Vòng lặp | Bộ đệm truy vấn cơ sở dữ liệu, Bộ đệm trang động | RAM, ROM |
| tiện ích | Để xử lý dữ liệu mới | Phát hiện dữ liệu được lưu trữ trước đó | Tài liệu đã qua xử lý |
Bộ nhớ cache là gì?
Bộ nhớ cache của máy tính là một thành phần bộ nhớ nhỏ hơn và nhanh hơn nằm giữa CPU và bộ nhớ chính. Để cấu hình này hoạt động. Bộ nhớ cache phải nhanh hơn bộ nhớ chính.
Cách tiếp cận này ít tốn kém hơn so với việc sử dụng các thiết bị bộ nhớ nhanh để thực hiện toàn bộ bộ nhớ chính.
Thời gian xử lý được giảm thiểu vì bộ đệm lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn được sử dụng thường xuyên. Khi nó cần một lệnh hoặc một đoạn dữ liệu, CPU sẽ tìm kiếm bộ nhớ theo thứ tự sau: bộ đệm L1, bộ đệm L2 và RAM, với thời gian xử lý lâu hơn cho mỗi cấp bộ nhớ cần thiết.
Nếu không thể tìm thấy hướng dẫn hoặc dữ liệu trong bộ nhớ, nó phải được tìm kiếm trên phương tiện lưu trữ chậm hơn, chẳng hạn như ổ cứng hoặc đĩa quang.
Bộ đệm L1 được tích hợp trực tiếp vào chip CPU. Bộ đệm L1 có kích thước rất nhỏ, từ 8 KB đến 128 KB.
Mặc dù bộ đệm L2 có dung lượng lớn hơn nhiều, từ 64 KB đến 16 MB, nhưng nó chỉ chậm hơn một chút so với bộ đệm L1.
Bộ xử lý hiện đại đi kèm với bộ nhớ đệm truyền nâng cao, một loại bộ nhớ đệm L2 được tích hợp ngay vào chip xử lý.
Đăng ký là gì?
Thành phần giữ dữ liệu nhỏ nhất được tích hợp vào CPU được gọi là thanh ghi. Đây là những vùng bộ nhớ mà CPU có quyền truy cập trực tiếp.
Nó có thể lưu trữ một lệnh, địa chỉ lưu trữ hoặc bất kỳ loại dữ liệu nào, chẳng hạn như chuỗi bit hoặc các ký tự riêng lẻ và có thể chứa một lượng nhỏ dữ liệu nằm trong khoảng từ 32 đến 64 bit.
Một thanh ghi đủ lớn để lưu trữ hướng dẫn là điều cần thiết. Ví dụ, một thanh ghi trong máy tính có 32 bit lệnh phải dài 32 bit.
Tuy nhiên, nhiều máy tính bao gồm các thanh ghi nhỏ hơn, chẳng hạn như một nửa thanh ghi, để có các lệnh ngắn hơn. Tên đăng ký có thể là ngẫu nhiên hoặc bằng số, dựa trên tiêu chuẩn ngôn ngữ và thiết kế bộ xử lý.
Nó cắt giảm thời gian cần thiết để định vị thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ.
CPU có thể thực hiện nhiều thao tác trên nội dung thanh ghi mỗi chu kỳ xung nhịp.
Giá mỗi byte cao hơn so với bộ nhớ cache.
Bộ nhớ là gì?
Nó chứa các hướng dẫn và thông tin về ứng dụng đang chạy mà CPU cần.
Kích thước bộ nhớ có thể từ vài gigabyte đến terabyte. Trái ngược với truy cập bộ nhớ trong một thanh ghi, CPU truy cập bộ nhớ tương đối chậm.
RAM và ROM là hai dạng bộ nhớ khác nhau. Bạn không thể chỉ huy bộ nhớ.
Điều quan trọng cần lưu ý là máy tính bị giới hạn hoạt động với dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ chính.
Nó là một phần tử bộ nhớ giao tiếp trực tiếp với bộ xử lý trung tâm.
Sự khác biệt chính giữa Đăng ký và Bộ nhớ cache và Bộ nhớ
- Dữ liệu mà CPU của máy tính hiện đang xử lý được lưu trữ trong các thanh ghi. Thông tin/dữ liệu được sử dụng gần đây của máy tính được lưu trữ trong bộ đệm.
- Thanh ghi là một phần của CPU máy tính, trong khi Bộ nhớ đệm nằm trên bo mạch chủ bên trong CPU
- Thanh ghi lưu trữ dữ liệu tạm thời để xử lý và bộ nhớ cache là vùng lưu trữ tốc độ cao để xử lý tiếp.
- Vòng lặp là một ví dụ về thanh ghi. Bộ đệm truy vấn cơ sở dữ liệu và Bộ đệm trang động là các loại bộ nhớ đệm.
- Một thanh ghi được sử dụng để xử lý dữ liệu mới. Bộ nhớ cache phát hiện dữ liệu được lưu trữ trước đó
Cập nhật lần cuối: ngày 29 tháng 2023 năm XNUMX
Tôi đã nỗ lực rất nhiều để viết bài đăng trên blog này nhằm cung cấp giá trị cho bạn. Nó sẽ rất hữu ích cho tôi, nếu bạn cân nhắc chia sẻ nó trên mạng xã hội hoặc với bạn bè/gia đình của bạn. CHIA SẺ LÀ ♥️
Sandeep Bhandari có bằng Cử nhân Kỹ thuật Máy tính của Đại học Thapar (2006). Ông có 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ. Anh rất quan tâm đến các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, bao gồm hệ thống cơ sở dữ liệu, mạng máy tính và lập trình. Bạn có thể đọc thêm về anh ấy trên trang sinh học.
