Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 4: Bộ nhớ trong - Hoàng Xuân Dậu

 Điện thoại/E-mail: dau@ekabiz.vn 
 Bộ môn: Khoa học máy tính - Khoa CNTT1 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
BÀI GIẢNG MÔN 
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
Giảng viên: TS. Hoàng Xuân Dậu 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 2BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 2 năm học 2009-2010 
NỘI DUNG 
1. Giới thiệu về bộ nhớ trong và cấu trúc 
phân cấp của bộ nhớ 
2. Phân loại bộ nhớ và tổ chức mạch nhớ 
3. ROM 
4. RAM 
5. Bộ nhớ cache 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 3BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
6. Câu hỏi ôn tập 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 4BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
4.1 Hệ thống nhớ - mô hình phân cấp 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 5BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
4.1 Hệ thống nhớ - tham số 
4.1 Hệ thống nhớ - Các thành phần 
 CPU registers (các thanh ghi của CPU): 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 6BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
 Dung lượng rất nhỏ, khoảng từ vài chục bytes đến vài KB 
 Tốc độ truy nhập rất cao (các thanh ghi hoạt động với tốc độ của 
CPU); thời gian truy nhập khoảng 0,25ns 
 Giá thành đắt 
 Sử dụng để lưu toán hạng đầu vào và kết quả của các lệnh. 
 Cache (bộ nhớ cache): 
 Dung lượng tương đối nhỏ (khoảng 64KB đến 16MB) 
 Tốc độ truy nhập cao; thời gian truy nhập khoảng 1-5ns 
 Giá thành đắt 
 Còn được gọi là “bộ nhớ thông minh” (smart memory) Sử dụng để 
lưu lệnh và dữ liệu cho CPU xử lý. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 7BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
4.1 Hệ thống nhớ - Các thành phần 
Main memory (bộ nhớ chính): 
 Gồm ROM và RAM, có kích thước khá lớn; với hệ thống 32 bít, dung 
lượng khoảng 256MB-4GB 
 Tốc độ truy nhập chậm; thời gian truy nhập khoảng 50-70ns 
 Giá thành tương đối rẻ 
 Sử dụng để lưu lệnh và dữ liệu của hệ thống và của người dùng 
Secondary memory (bộ nhớ thứ cấp – bộ nhớ ngoài): 
 Có dung lượng rất lớn, khoảng từ 20GB-1000GB 
 Tốc độ truy nhập rất chậm; thời gian truy nhập khoảng 5ms 
 Giá thành rẻ 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 8BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
 Sử dụng để lưu dữ liệu lâu dài dưới dạng các tệp (files) 
4.1 Hệ thống nhớ - Vai trò của mô hình phân cấp 
 Tăng hiệu năng hệ thống 
 Dung hoà được CPU có tốc độ cao và phần bộ nhớ chính và bộ nhớ 
ngoài có tốc độ thấp; 
 Thời gian trung bình CPU truy nhập dữ liệu từ hệ thống nhớ tiệm cận 
thời gian truy nhập cache. 
 Giảm giá thành sản xuất 
 Các thành phần đắt tiền (thanh ghi và cache) được sử dụng với dung 
lượng nhỏ; 
 Các thành phần rẻ tiền hơn (bộ nhớ chính và bộ nhớ ngoài) được sử 
dụng với dung lượng lớn; 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 9BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY 
TÍNH - KHOA CNTT1 
 tổng giá thành của hệ thống nhớ theo mô hình phân cấp sẽ rẻ hơn 
so với hệ thống nhớ không phân cấp có cùng tốc độ. 
4.2 Phân loại bộ nhớ 
 Dựa trên kiểu truy nhập: 
 Random Access Memory (RAM): bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên 
 Serial Access Memory (SAM) : bộ nhớ truy nhập tuần tự 
 Read Only Memory (ROM): bộ nhớ chỉ đọc Dựa trên khả 
năng duy trì dữ liệu: 
 Volatile memory: bộ nhớ không ổn định; thông tin mất khi mất nguồn 
nuôi: RAM. 
 Non-volatile memory: bộ nhớ ổn định; thông tin vẫn được duy trì khi 
mất nguồn nuôi: ROM,HDD,... 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 10BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Dựa trên công nghệ chế tạo: 
 Bộ nhớ bán dẫn (Semiconductor memory): ROM, RAM 
 Bộ nhớ từ tính (Magnetic memory): HDD, FDD, băng từ 
 Bộ nhớ quang học (Optical memory): CD, DVD 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 11BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.2 Tổ chức mạch nhớ 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 12BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 13BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.2 Tổ chức mạch nhớ 
Address lines: 
 Các đường địa chỉ kết nối với bus A; 
 Chuyển tín hiệu địa chỉ từ CPU đến mạch nhớ Address 
decoder: 
 Bộ giải mã địa chỉ 
 Sử dụng tín hiệu địa chỉ để chọn ra và kích hoạt ô nhớ/dòng 
nhớ cần truy nhập. Data lines: 
 Các đường dữ liệu kết nối với bus D; 
 Truyễn dữ liệu từ bộ nhớ về CPU và ngược lại. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 14BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.2 Tổ chức mạch nhớ 
 Chip select (CS): 
 Chân tín hiệu chọn chip; 
 Chip nhớ được kích hoạt khi CS = 0; Thông thường, CPU chỉ có thể 
làm việc với một chip nhớ tại một thời điểm. 
 Write enable (WE): 
 Chân tín hiệu cho phép ghi; 
 Cho phép ghi vào dòng nhớ khi WE = 0. 
 Read enable (RE): 
 Chân tín hiệu cho phép đọc; 
 Cho phép đọc dữ liệu từ dòng nhớ khi RE = 0. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 15BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.3 Bộ nhớ ROM – Giới thiệu 
 ROM là bộ nhớ chỉ đọc (Read Only Memory) 
 Việc ghi thông tin vào ROM chỉ có thể được thực hiện bằng các thiết 
bị hoặc phương pháp đặc biệt; 
 ROM là bộ nhớ ổn định 
 Thông tin trong ROM vẫn được duy trì khi mất nguồn nuôi 
 ROM là bộ nhớ bán dẫn: mỗi ô nhớ của ROM là một cổng 
bán dẫn 
 ROM thường được sử dụng để lưu các thông tin của hệ 
thống: 
 Các thông tin về phần cứng hệ thống và BIOS (Basic Input Output 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 16BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
System – hệ thống vào ra cơ sở). 
4.3 Bộ nhớ ROM – Ví dụ 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 17BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.3 Bộ nhớ ROM – Các loại ROM 
 ROM nguyên thuỷ (Ordinary ROM): 
 ROM các thế hệ đầu tiên; 
 Sử dụng tia cực tím để ghi thông tin vào ROM 
 PROM (Programmable ROM): 
 ROM có thể lập trình được; 
 Thông tin có thể được ghi vào PROM nhờ một thiết bị đặc biệt gọi là 
bộ lập trình PROM. 
 EPROM (Erasable programmable read-only memory): 
 Là ROM có thể lập trình và xoá được; 
 Thông tin trong EPROM có thể xoá được sử dụng tia cực tím có 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 18BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
cường độ cao. 
4.3 Bộ nhớ ROM – Các loại ROM 
EEPROM: (Electrically Erasable PROM): 
 Là PROM có thể xoá được thông tin bằng điện 
 Có thể ghi được thông tin sử dụng phần mềm chuyên dụng 
Flash memory: 
 Là một dạng EEPROM nhưng có tốc độ ghi và đọc thông tin nhanh 
hơn. 
 Bộ nhớ flash chỉ có thể đọc/ghi theo khối. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 19BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.4 Bộ nhớ RAM – Giới thiệu 
 RAM (Random Access Memory) là bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên 
 Mỗi ô nhớ của RAM có thể được truy nhập một cách ngẫu nhiên không theo 
trật tự nào; 
 Tốc độ truy nhập các ô nhớ là tương đương. 
 RAM là bộ nhớ không ổn định: 
 Tất cả thông tin trong RAM sẽ bị mất khi mất nguồn nuôi 
 RAM là bộ nhớ bán dẫn: mỗi ô nhớ của RAM là một cổng bán dẫn 
 RAM được sử dụng để lưu các thông tin của hệ thống và của 
người dùng: 
 Thông tin của hệ thống: thông tin phần cứng và hệ điều hành 
 Thông tin của người dùng: các chương trình ứng dụng và dữ liệu. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 20BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.4 RAM – Các loại RAM 
Hai loại RAM cơ bản: 
 RAM tĩnh (Static RAM – SRAM): 
• Mỗi bít SRAM là một mạch lật – flip-flop 
• Thông tin lưu trong các bit SRAM luôn ổn định và không phải “làm 
tươi” định kỳ 
• SRAM nhanh hơn nhưng đắt hơn DRAM. 
 RAM động (Dynamic RAM – DRAM): 
• Mỗi bít DRAM dựa trên một tụ điện 
• Thông tin lưu trong các bit DRAM không ổn định và phải được 
“làm tươi” định kỳ 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 21BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• DRAM chậm hơn nhưng rẻ hơn DRAM. 
4.4.1 SRAM – Cấu tạo 
Một mạch lật (flip-flop) 
B 
E 
C C 
B 
E 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 22BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
đơn giản 
Một ô nhớ SRAM loại 6T 
4.4.1 SRAM – Đặc điểm 
 SRAM sử dụng một mạch lật trigơ lưỡng ổn (bistable 
latching circuit) để lưu một bit thông tin; 
 Mỗi mạch lật lưu 1 bit thường sử dụng 6, 8 hoặc 10 
transitors (gọi là mạch 6T, 8T hoặc 10T); 
 SRAM thường có tốc độ truy nhập nhanh do: 
 Các bit của SRAM có cấu trúc đối xứng 
 Các mạch nhớ SRAM chấp nhận tất cả các chân địa chỉ tại một thời điểm 
(không dồn kênh). 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 23BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 SRAM thường đắt hơn so với DRAM do: 
 Mỗi bít SRAM dùng nhiều transitor hơn so với 1 bit DRAM 
 Do cấu trúc bên trong của SRAM bit phức tạp hơn nên mật độ SRAM 
thường thấp. 
4.4.2 DRAM – Cấu tạo 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 24BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
Transistor 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 25BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
Capacitor 
Một bit DRAM 
4.4.2 DRAM – Đặc điểm 
 Mỗi bit DRAM dựa trên một tụ điện và một transitor: 
 Hai mức tích điện của tụ biểu diễn 2 mức logic 0 và 1: 
• Không tích điện: mức 0 
• Tích đầy điện: mức 1 
 Do tụ thường tự phóng điện, điện tích trong tụ có xu hướng 
bị tổn hao, 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 26BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Cần nạp lại thông tin trong tụ thường xuyên để tránh mất thông tin. 
 Việc nạp lại thông tin cho tụ là quá trình làm tươi (refresh), phải theo 
định kỳ. 
4.4.2 DRAM – Đặc điểm 
 Các bit nhớ của DRAM thường được sắp xếp thành ma trận: 
 Một tụ + một transitor một bit 
 Các bít được tập hợp thành các dòng và cột 
 DRAM thường chậm hơn SRAM do: 
 Cần quá trình làm tươi 
 Việc nạp điện cho tụ cũng mất nhiều thời gian 
 Các mạch DRAM thường dùng kỹ thuật dồn kênh (địa chỉ cột/hàng) 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 27BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
để tiết kiệm đường địa chỉ. 
 DRAM thường rẻ hơn SRAM do: 
 Cấu trúc đơn giản, dùng ít transitor 
 Mật độ cấy cao 
4.4.2 DRAM – Các loại DRAM 
 SDRAM(Synchronous DRAM): DRAM đồng bộ (với nhịp 
đồng hồ của bus) 
 SRD SDRAM (Single Data Rate SDRAM): chấp nhận một 
thao tác đọc/ghi và chuyển 1 từ dữ liệu trong 1 chu kỳ đồng 
hồ; tốc độ 100MHz, 133MHz 
 DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 28BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 DDR1 SDRAM: DDR 266, 333, 400: có khả năng chuyển 2 từ dữ liệu 
trong 1 chu kỳ đồng hồ; 
 DDR2 SDRAM: DDR2 400, 533, 800 : có khả năng chuyển 4 từ dữ 
liệu trong 1 chu kỳ đồng hồ; 
 DDR3 SDRAM: DDR3 800, 1066, 1333, 1600 : có khả năng chuyển 8 
từ dữ liệu trong 1 chu kỳ đồng hồ; 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 29BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.4.2 DRAM – Các loại DRAM 
SDRAM PC133 
DDR3 1066 SDRAM 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 30BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.5 Bộ nhớ cache 
1. Cache là gì? 
2. Vai trò của cache 
3. Các nguyên lý hoạt động cơ bản của cache 
4. Trao đổi dữ liệu 
5. Các hệ số hit và miss 
6. Các kiến trúc cache 
7. Tổ chức cache 
8. Đọc/ghi thông tin trong cache 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 31BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
9. Các chính sách thay thế của cache 
10.Các biện pháp cải thiện hiệu năng cache 
4.5.1 Cache là gì? 
 Cache là một thành phần trong hệ thống nhớ phân cấp của 
máy tính: 
 Cache đóng vai trong trung gian, trung chuyển dữ liệu từ bộ nhớ chính 
về CPU và ngược lại; Vị trí của cache: 
 Với các hệ thống CPU cũ, cache thường nằm ngoài CPU 
 Với các CPU mới, cache thường được tích hợp vào trong CPU 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 32BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
CPU 
4.5.1 Cache là gì? 
 Dung lượng của cache thường nhỏ: 
 Với các hệ thống cũ: 16K, 32K,..., 128K 
 Với các hệ thống mới: 256K, 512K, 1MB, 2MB, hoặc lớn hơn 
Cache có tốc độ truy nhập nhanh hơn nhiều so với bộ 
nhớ chính; 
 Giá thành cache (tính theo bit) thường đắt hơn nhiều so với 
bộ nhớ chính. 
 Với các hệ thống CPU mới, cache thường được chia thành 
Cache 
Main 
memory 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 33BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
nhiều mức (levels): 
 Mức 1: 16-32KB có tốc độ rất cao 
 Mức 2: 1-16MB có tốc độ khá cao 
4.5.2 Vai trò của cache 
 Tăng hiệu năng hệ thống 
 Dung hoà được CPU có tốc độ cao và bộ nhớ chính có tốc độ thấp; 
 Thời gian trung bình CPU truy nhập dữ liệu từ bộ nhớ chính tiệm cận 
thời gian truy nhập cache. 
 Giảm giá thành sản xuất 
 Nếu hai hệ thống nhớ có cùng giá thành, hệ thống nhớ có cache có 
tốc độ truy nhập nhanh hơn; 
 Nếu hai hệ thống nhớ có cùng tốc độ, hệ thống nhớ có cache có giá 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 34BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - K ...  
Tag Word 
Tag (bit) là địa chỉ của dòng trong bộ nhớ (page =1) 
Word (bit) là địa chỉ của từ trong dòng. 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ kết hợp đầy đủ 
Ví dụ về địa chỉ 
cache: Vào: 
• Dung lượng bộ nhớ = 4GB 
• Dung lượng cache = 1MB 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 52BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Kích thước dòng = 32 byte 
Ra: 
• Kích thước dòng =32 byte = 25 Word = 5 bit 
• Tag: 4GB = 232 cần 32 bít địa chỉ tổng cộng để địa chỉ hoá các ô 
nhớ: 
Tag = 32bit địa chỉ – Word = 32 – 5 = 27 bit. 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ kết hợp đầy đủ 
 Ưu: 
 Giảm được xung đột do ánh xạ là không cố định Hệ số Hit 
cao hơn ánh xạ trực tiếp. 
 Nhược: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 53BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Chậm do cần phải tìm địa chỉ ô nhớ trong cache 
 Phức tạp do cần có n bộ so sánh địa chỉ bộ nhớ trong cache. 
Thường được sử dụng với cache có dung 
lượng nhỏ. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 54BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ tập kết hợp 
Line n - 1 
Line 1 
Line 0 
Cache Bộ nhớ 
Line n - 1 
Line 1 
Line 0 
Page 0 
Page 1 
Page m - 1 
Line n - 1 
Line 1 
Line 0 
Way 0 Way 1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 55BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ tập kết hợp 
 Cache: 
 Được chia thành k đường (way) với kích thước bằng nhau; 
 Mỗi đường được chia thành n dòng, từ Line0 đến Linen-1 
 Bộ nhớ: 
 Được chia thành m trang, từ page0 đến pagem-1. 
 Kích thước một trang bộ nhớ bằng kích thước đường của cache 
 Mỗi trang có n dòng, từ Line0 đến Linen-1 
 Ánh xạ: 
 Ánh xạ trang đến đường (ánh xạ mềm dẻo): 
• Một trang của bộ nhớ có thể ánh xạ đến một đường bất kỳ của cache. 
 Ánh xạ dòng của trang đến dòng của đường (ánh xạ cố định): 
• Line0 của pagei ánh xạ đến Line0 của wayj; 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 56BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Line1 của pagei ánh xạ đến Line1 của wayj; • .... 
• Linen-1 của pagei ánh xạ đến Linen-1 của wayj; 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ tập kết hợp 
Tag Set Word 
Địa chỉ cache: 
 Tag (bit) là địa chỉ của trang trong bộ nhớ 
 Set (bit) là địa chỉ của dòng trong đường cache 
 Word (bit) là địa chỉ của từ trong dòng 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ tập kết hợp 
Ví dụ: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 57BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Vào: 
• Dung lượng bộ nhớ = 4GB 
• Dung lượng cache = 1MB, 2 đường 
• Kích thước dòng = 32 byte 
 Ra: 
• Kích thước dòng Line = 32 byte = 25 Word = 5 bit 
• Dung lượng Cache = 1MB = 210 có 210 / 2 đường / 25 = 24 
dòng/đường Set = 4 bit 
• Đ/c trang Tag: 4GB = 232 cần 32 bít địa chỉ tổng cộng để địa chỉ hoá 
các ô nhớ: 
Tag = 32bit địa chỉ – Set – Word = 32 – 4 – 5 = 23 bit. 
4.5.7 T.chức cache – Ánh xạ tập kết hợp 
 Ưu: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 58BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Nhanh do ánh xạ trực tiếp được sử dụng cho ánh xạ dòng (chiếm số 
lớn ánh xạ); 
 Giảm xung đột do ánh xạ từ các trang bộ nhớ đến các đường cache 
là mềm dẻo. 
 Hệ số Hit cao hơn. 
 Nhược: 
 Phức tạp trong thiết kế và điều khiển vì cache được chia thành một 
số đường. 
4.5.8 Đọc/ghi thông tin trong cache 
Đọc thông tin: 
 Trường hợp hit (mẩu tin cần đọc có trong cache) 
• Mẩu tin được đọc từ cache vào CPU; 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 59BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Bộ nhớ chính không tham gia. 
 Trường hợp miss (mẩu tin cần đọc không có trong cache) 
• Mẩu tin trước hết được đọc từ bộ nhớ chính vào cache; 
• Sau đó nó được chuyển từ cache vào CPU. 
 đây là trường hợp miss penalty: thời gian truy nhập mẩu tin bằng tổng 
thời gian truy nhập cache và bộ nhớ chính. 
4.5.8 Đọc/ghi thông tin trong cache 
Ghi thông tin: 
 Trường hợp hit (mẩu tin cần ghi có trong cache) 
• Ghi thẳng (write through): mẩu tin được ghi ra cache và bộ nhớ chính 
đồng thời; 
• Ghi trễ (write back): mẩu tin trước hết được ghi ra cache và dòng chứa 
mẩu tin được ghi ra bộ nhớ chính khi dòng đó bị thay thế. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 60BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Trường hợp miss (mẩu tin cần ghi không có trong cache) 
• Ghi có đọc lại (write allocate / fetch on write): mẩu tin trước hết được ghi 
ra bộ nhớ chính và sau đó dòng chứa mẩu tin được đọc vào cache; 
• Ghi không đọc lại (write non-allocate): mẩu tin chỉ được ghi ra bộ nhớ 
chính (dòng chứa mẩu tin không được đọc vào cache). 
4.5.9 Các chính sách thay thế dòng cache 
 Vì sao phải thay thế dòng cache? 
 Ánh xạ dòng (bộ nhớ) dòng (cache) thường là ánh xạ nhiều 
 một; 
 Nhiều dòng bộ nhớ chia sẻ một dòng cache các dòng bộ nhớ 
được nạp vào cache sử dụng một thời gian và được thay thế bởi 
dòng khác theo yêu cầu thông tin phục vụ CPU. 
 Chính sách thay thế (replacement policies) xác định các 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 61BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
dòng cache nào được chọn để thay thế bởi các dòng khác 
từ bộ nhớ. 
 Các chính sách thay thế: 
 Ngẫu nhiên (Random) 
 Vào trước ra trước (FIFO) 
 Thay thế các dòng ít được sử dụng gần đây nhất (LRU). 
4.5.9 Các chính sách thay thế dòng cache 
Thay thế ngẫu nhiên (Radom Replacement): 
 Các dòng cache được chọn ngẫu nhiên để thay thế 
 Ưu: 
• Cài đặt đơn giản 
 Nhược: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 62BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Hệ số miss cao: 
– Thay thế ngẫu nhiên không xem xét đến các dòng cache đang thực sự được 
sử dụng 
– Nếu một dòng cache đang được sử dụng và bị thay thế xảy ra miss và 
nó lại cần được đọc từ bộ nhớ chính vào cache. 
4.5.9 Các chính sách thay thế dòng cache 
Thay thế kiểu vào trước ra trước (FIFO-First In First Out): 
 Các dòng cache được đọc vào cache trước sẽ bị thay thế trước 
 Ưu: 
• Có hệ số miss thấp hơn o với thay thế ngẫu nhiên (tại sao?) 
 Nhược: 
• Hệ số miss vẫn còn cao 
– Thay thế vẫn chưa thực sự xem xét đến các dòng cache đang được sử dụng. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 63BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
Một dòng cache “già” vẫn có thể đang được sử dụng. 
• Cài đặt phức tạp do cần có mạch điện tử để theo dõi trật tự nạp các 
dòng bộ nhớ vào cache. 
4.5.9 Các chính sách thay thế dòng cache 
Thay thế các dòng ít được sử dụng gần đây nhất 
(LRULeast Recently Used): 
 Các dòng cache ít được sử dụng gần đây nhất được lựa chọn để tha 
thế. 
 Ưu: 
• Có hệ số miss thấp nhất so với thay thế ngẫu nhiên và thay thế FIFO • 
Do thay thế LRU có xem xét đến các dòng đang được sử dụng 
 Nhược: 
• Cài đặt phức tạp do cần có mạch điện tử để theo dõi tần suất sử dụng 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 64BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
các dòng cache. 
4.5.10 Hiệu năng cache 
Thời gian truy nhập truy bình của một hệ thống nhớ có 
cache: 
taccess = (Hit cost) + (miss rate) * (miss penalty) 
taccess = tcache + (1 - H) * (tmemory) trong đó H hệ 
số hit. 
If tcache = 5ns, tmemory = 60ns và H=80%, ta có: taccess 
= 5 + (1 – 0.8) * (60) = 5+12 = 17ns 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 65BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
If tcache = 5ns, tmemory = 60ns và H=95%, ta có: taccess 
= 5 + (1 – 0.95) * (60) = 5+3 = 8ns 
 Thời gian truy nhập truy bình tiệm cận thời gian truy nhập cache. 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng cache: 
 Kích thước cache: 
• Kích thước cache nên lớn hay nhỏ? 
 Tách cache: 
• Cache được tách thành 2 phần: cache lệnh (I-Cache) và D-Cache 
 Tạo cache thành nhiều mức: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 66BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Cache được thiết kế thành nhiều mức: L1 – L2 – L3, ... với kích thước 
tăng dần. 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Kích thước cache: 
Số liệu thống kê cho thấy: 
• Kích thước cache không ảnh hưởng nhiều đến hệ số miss 
• Hệ số miss của cache lệnh thấp hơn nhiều so với cache dữ liệu 
8KB cache lệnh có hệ số miss < 1% 
256KB cache lệnh có hệ số miss < 0.002% 
----> tăng kích thước cache lệnh không giảm miss hiệu quả. 
8KB cache dữ liệu có hệ số miss < 4% 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 67BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
256KB cache dữ liệu có hệ số miss < 3% 
----> tăng kích thước cache dữ liệu lên 32 lần, hệ số miss giảm 25% (từ 
4% xuống 3%). 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Kích thước cache: 
 Cache có kích thước lớn: 
• Có thể tăng được số dòng bộ nhớ lưu trong cache 
• Giảm tần suất tráo đổi các dòng cache của các chương trình khác nhau 
với bộ nhớ chính 
• Cache lớn thường chậm hơn cache nhỏ (tại sao?) 
– Không gian tìm kiếm địa chỉ ô nhớ lớn hơn 
 Xu hướng tương lai: cache càng lớn càng tốt (tại sao?) 
• Hỗ trợ đa nhiệm tốt hơn 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 68BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• Hỗ trợ xử lý song song tốt hơn 
• Hỗ trợ tốt hơn các hệ thống CPU nhiều nhân 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Tách cache: 
Cache có thể được tách thành cache lệnh (I-Cache) và cache dữ 
liệu (D-Cache) để cải thiện hiệu năng, do: 
• Dữ liệu và lệnh có tính lân cận khác nhau; 
• Dữ liệu thường có tính lân cận về thời gian cao hơn lân cận về không 
gian; lệnh có tính lân cận về không gian cao hơn lân cận về thời gian; 
• Cache lệnh chỉ cần hỗ trợ thao tác đọc; cache dữ liệu cần hỗ trợ cả 2 
thao tác đọc và ghi tách cache giúp tối ưu hoá dễ dàng hơn; 
• Tách cache hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập đồng thời hệ thống nhớ 
 giảm xung đột tài nguyên cho CPU pipleline. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 69BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Tách cache: 
 Trên thực tế, hầu hết cache L1 được tách thành 2 phần: 
• I-Cache (Instruction Cache): cache lệnh 
• D-Cache (Data Cache): cache dữ liệu 
• I-Cache và D-Cache thường hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập 
 Các cache ở mức cao hơn không được tách. Tại sao? 
• Cache L1 được tách vì nó ở gần CPU nhất; CPU trực tiếp đọc ghi lên 
cache L1. Cache L1 cần hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập đồng thời và các 
biện pháp tối ưu hoá; 
• Các mức cao hơn của cache ít được tách do: 
– Điều khiển phức tạp 
– Hiệu quả mang lại không thực sự cao, do CPU không trực tiếp đọc/ghi các 
mức cache này. Hơn nữa, các mức cache cao hơn trao đổi dữ liệu với cache 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 70BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
L1 theo khối, nên việc hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập đồng thời không có nhiều ý 
nghĩa. 
4.5.10 Hiệu năng cache – Các yếu tố ảnh hưởng 
Tạo cache thành nhiều mức: 
 Cải thiện được hiệu năng hệ thống do hệ thống cache nhiều mức có 
khả năng dung hoà tốt hơn tốc độ của CPU với bộ nhớ chính. 
 CPU L1 L2 L3 Bộ nhớ chính 
 1ns 5ns 15ns 30ns 60ns 
 1ns 5ns 60ns 
 Trên thực tế, đa số cache được tổ chức thành 2 mức: L1 và L2. Một 
số cache có 3 mức: L1, L2 và L3. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 71BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Giảm giá thành hệ thống nhớ. 
4.5.10 H.năng cache – Các biện pháp giảm miss 
Cache tốt: 
 Hệ số hit cao 
 Hệ số miss thấp 
 Nếu xảy ra miss thì không quá chậm Các loại miss: 
 Miss bắt buộc (Compulsory misses): thường xảy ra tại thời điểm 
chương trình được kích hoạt, khi mã chương trình đang được tải vào 
bộ nhớ và chưa được nạp vao cache. 
 Miss do dung lượng (Capacity misses): thường xảy ra do kích thước 
của cache hạn chế, đặc biết trong môi trường đa nhiệm. Do kích 
thước cach nhỏ nên mã của các chương trình thường xuyên bị tráo 
đổi giữa bộ nhớ và cache. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 72BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Miss do xung đột (Conflict misses): xảy ra khi có nhiều dòng bộ nhớ 
cùng cạnh tranh một dòng cache. 
4.5.10 H.năng cache – Các biện pháp giảm miss 
Tăng kích thước dòng cache: 
 Giảm miss bắt buộc 
• Dòng kích thước lớn sẽ có khả năng bao phủ lận tốt hơn giảm miss 
bắt buộc; 
 Tăng miss do xung đột 
• Dòng kích thước lớn sẽ làm giảm số dòng cache tăng mức độ cạnh 
tranh tăng miss do xung đột 
 Dòng kích thước lớn có thể gây lãng phí dung lượng cache. Do dòng 
lớn nên có thể có nhiều phần của dòng cache không bao giờ được 
sử dụng. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 73BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 Kích thước dòng thường dùng hiện nay là 64 bytes. 
4.5.10 H.năng cache – Các biện pháp giảm miss 
Tăng mức độ liên kết của cache (tăng số đường cache): 
 Giảm miss xung đột: 
• Tăng số đường cache tăng tính mềm dẻo của ánh xạ trang bộ nhớ 
đường cache (nhiều lựa chọn hơn) giảm miss xung đột. 
 Làm cache chậm hơn: 
• Tăng số đường cache tăng không gian tìm kiếm địa chỉ ô nhớ 
 làm cache chậm hơn. 
4.6 Câu hỏi ôn tập 
1. Hệ thống bộ nhớ phân cấp: đặc điểm, vai trò. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 4 – BỘ NHỚ TRONG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 74BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
2. ROM là gì? các loại ROM. 
3. RAM, SRAM, DRAM là gì? Cấu tạo của SRAM và DRAM. 
4. Bộ nhớ cache: 
a. Cache là gì? vai trò và nguyên lý hoạt động. 
b. Kiến trúc cache 
c. Tổ chức/ánh xạ cache 
d. Đọc ghi thông tin trong cache 
e. Các chính sách thay thế dòng cache 
f. Hiệu năng, các yếu tố ảnh hưởng và các biện pháp cải thiện hiệu 
năng cache.