Cache CPU là bộ nhớ đệm cực nhanh nằm ngay trong chip, giữ sẵn dữ liệu và lệnh CPU hay dùng để khỏi phải chờ RAM. Cache chia ba cấp: L1 nhỏ và nhanh nhất cho từng nhân, L2 lớn hơn, L3 lớn nhất và thường dùng chung cho nhiều nhân.
Vì sao CPU cần một vùng nhớ riêng
CPU xử lý lệnh nhanh hơn rất nhiều so với tốc độ RAM cung cấp dữ liệu. Nếu mỗi lần cần dữ liệu đều phải gọi RAM, CPU sẽ ngồi chờ phần lớn thời gian. Cache giải quyết bằng cách giữ một bản sao những dữ liệu vừa dùng hoặc sắp dùng, ngay bên trong chip.
Chương trình thường dùng lại cùng dữ liệu và dữ liệu nằm gần nhau, nên cache có tỷ lệ trúng (cache hit) cao. Khi dữ liệu có sẵn trong cache, CPU lấy ngay; khi không có (cache miss), nó phải đi xuống cấp thấp hơn hoặc xuống RAM.
Có thể hình dung như bàn làm việc, giá sách và kho: thứ dùng liên tục để trên bàn (L1), thứ hay dùng để trên giá (L2, L3), còn phần còn lại cất trong kho (RAM). Càng phải đi xa, thời gian chờ càng lâu.
L1, L2, L3: ba cấp, ba vai trò
Bộ nhớ càng gần nhân thì càng nhanh nhưng dung lượng càng nhỏ, vì vậy cache được xếp thành nhiều tầng.
| Cấp | Vị trí | Đặc điểm |
|---|---|---|
| L1 | Riêng cho từng nhân | Nhanh nhất, dung lượng nhỏ nhất (thường chia riêng phần lệnh và phần dữ liệu) |
| L2 | Thường riêng từng nhân hoặc nhóm nhân | Lớn hơn L1, chậm hơn một chút |
| L3 | Dùng chung cho nhiều nhân | Lớn nhất, chậm nhất trong ba cấp nhưng vẫn nhanh hơn RAM nhiều |
| RAM | Ngoài chip, trên mainboard | Dung lượng lớn nhất, nhưng độ trễ cao hơn hẳn |
Cache lớn hơn có thật sự nhanh hơn
Có, nhưng chỉ với những tác vụ mà dữ liệu cần dùng vừa với cache. Game và một số tác vụ mô phỏng thường lặp lại truy cập rất nhiều dữ liệu nhỏ, nên cache lớn giúp giảm số lần chờ RAM. Đó là lý do bản CPU có công nghệ 3D V-Cache của AMD, gắn thêm tầng L3 xếp chồng, thường nổi bật khi chơi game.
Ngược lại, nén video hay render xử lý khối dữ liệu lớn chạy tuần tự, nên cache lớn hơn ít thay đổi kết quả. Số lõi, xung nhịp và kiến trúc vẫn là yếu tố chính, vì vậy đừng chọn CPU chỉ vì con số cache lớn mà bỏ qua những thông số còn lại.
Cách xem cache của máy mình
- Mở Task Manager bằng Ctrl + Shift + Esc, chọn Performance rồi mục CPU.
- Ở khu vực thông tin bên dưới biểu đồ, bạn sẽ thấy các dòng L1 cache, L2 cache, L3 cache.
- Có thể tra thêm tên CPU trên trang thông số của Intel hoặc AMD.
Lưu ý rằng khi so CPU, hãy phân biệt cache của từng nhân với tổng cache; một số hãng ghi tổng, số khác ghi theo nhân, dễ gây nhầm.
Cache có hỏng được không, và khi nào cần hỗ trợ
Cache là một phần của silicon CPU, được chế tạo cùng lúc với các nhân, nên người dùng không thể nâng cấp hay sửa riêng. Khi CPU gặp lỗi cache, biểu hiện thường là treo máy ngẫu nhiên, màn hình xanh hoặc lỗi khi ép xung quá mức. Một số lỗi cũng đến từ nhiệt độ quá cao hoặc nguồn không ổn định chứ không riêng cache. Hãy đưa các thông số ép xung về mặc định trước, vì phần lớn trường hợp là do cài đặt không ổn định chứ không phải hỏng chip.
Nếu máy vẫn lỗi khi đã trả cài đặt về mặc định, bạn nên nhờ dịch vụ sửa máy tính kiểm tra RAM, nguồn và nhiệt độ để xác định nguyên nhân thật.
Khi mua CPU để chơi game, hãy so cả dung lượng cache L3 chứ không chỉ số nhân; với nhiều game, cache lớn có tác động rõ hơn việc thêm vài nhân.
Cần kiểm tra, thay hoặc nâng cấp linh kiện? Kỹ thuật viên PCTech hỗ trợ tại TP.HCM.
Câu hỏi thường gặp
Cache L3 lớn có quan trọng hơn xung nhịp không?
Tùy tác vụ. Game và tác vụ lặp truy cập dữ liệu nhỏ thường hưởng lợi nhiều từ cache lớn, còn phần mềm tính toán thuần túy thường nhạy với xung nhịp và số nhân hơn.
Có thể nâng cấp cache CPU không?
Không. Cache nằm bên trong chip và đi liền với CPU. Muốn có cache lớn hơn, bạn phải đổi sang CPU khác có dung lượng cache cao hơn và phải khớp socket mainboard.
Cache khác RAM ở điểm nào?
Cache nằm trong CPU, nhanh hơn nhiều nhưng dung lượng chỉ ở mức vài chục MB. RAM nằm ngoài chip, dung lượng hàng GB và chậm hơn. Cache tự động hoạt động, người dùng không điều khiển được.
Có cần xóa cache CPU không?
Không. Cache CPU do phần cứng tự quản lý và tự thay thế dữ liệu cũ. Thao tác xóa cache người ta hay nhắc đến thường là cache của trình duyệt hoặc ứng dụng, không liên quan đến cache trong chip.
Bài viết liên quan
- CPU là gì? Cách đọc thông số CPU Intel và AMD
- Nhân và luồng CPU là gì? Core và Thread khác nhau thế nào
- Hậu tố CPU AMD X, G, X3D là gì
- RAM là gì? Vai trò của RAM trong máy tính
- CAS Latency là gì? Cách đọc timing RAM
