Bộ nhớ trong của máy tính bao gồm các thiết bị nào?

Bộ nhớ trong (internal memory) hay còn gọi là bộ nhớ chính (main memory/ primary memory), là một thành phần vật lý quan trọng nằm trong máy tính. Nó giúp lưu trữ những dữ liệu đang được xử lý và vận hành tất cả các chương trình, ứng dụng hoạt động trên máy. Bộ nhớ này không thể tách rời khỏi máy tính và nó có thể được truy cập bởi hệ thống mà không cần dùng đến các thiết bị đầu vào hay đầu ra. Khi nhắc đến bộ nhớ trong, ta thường đề cập đến hai thành phần chính của nó là RAM và ROM. RAM còn được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Nó giúp lưu trữ dữ liệu tạm thời của các chương trình đang hoạt động để CPU có thể nhanh chóng truy xuất và xử lý. Dù dữ liệu được lưu trên bất kỳ ô nhớ nào của RAM thì hệ thống cũng có thể truy cập tự do với tốc độ như nhau. Tuy nhiên, vì đây chỉ là bộ nhớ tạm thời nên khi bạn tắt máy tính, tất cả dữ liệu trên RAM sẽ bị xóa sạch. Khi bạn mở bất kỳ ứng dụng nào trên máy thì chip CPU sẽ truy dữ liệu từ ổ đĩa cứng và lưu tạm thời trên RAM. Vì tất cả các ứng dụng, chương trình muốn hoạt động trên máy đều phải dựa vào khả năng bộ nhớ trong và cụ thể là RAM. Do đó, máy tính nào có lượng RAM lớn thì tốc độ xử lý sẽ nhanh hơn, tránh được tình trạng giật lag khi mở nhiều chương trình cùng lúc.

RAM thành hai loại sau:

  • DRAM (Dynamic Random Access Memory) còn được gọi là bộ nhớ động. Dữ liệu trên bộ nhớ này sẽ bị mất dần nên nó cần được nạp lại theo chu kỳ. Mỗi lần đọc và ghi dữ liệu thì DRAM phải viết lại nội dung ở ô nhớ của nó. DRAM được sử dụng như bộ nhớ chính của máy tính.

  • SRAM (Static Random Access Memory) hay còn gọi là RAM tĩnh, nó là một bộ nhớ nhanh giúp lưu trữ các dữ liệu cho việc khởi động. Khác với Ram động, SRAM có thể lưu giữ dữ liệu miễn là còn nguồn điện cung cấp. Bộ nhớ này có tốc độ nhanh hơn DRAM và được dùng làm bộ nhớ đệm (cache) cho máy tính.

Nó là một loại bộ nhớ chỉ có chức năng đọc, tức là dữ liệu đã được nhà sản xuất ghi sẵn và nó còn chứa các chương trình giúp máy tính có thể khởi động được. ROM chứa đựng những thông tin quan trọng như BIOS, bo mạch chủ máy tính. Bộ nhớ này là một phần khá quan trọng của bộ nhớ trong bởi máy tính có khởi động được hay không là nhờ vào thiết bị này. ROM khác với RAM ở chỗ dữ liệu không bị mất đi khi bạn tắt máy tính và nó chỉ được đọc mà không thể thay đổi, sửa chữa. Một chip ROM chỉ lưu giữ vài megabyte dữ liệu trong khi một chip RAM có thể lên tới hàng chục gigabyte.
 

ROM có một số loại cơ bản sau:

  • PROM (Programmable Read-Only Memory) là một loại ROM có thể chứa nội dung bộ nhớ cụ thể, nó được lập trình một lần duy nhất bằng phương pháp hàn cứng. Nó có giá thành rất rẻ và độ bền lưu trữ cao.
  • EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) là loại ROM có thể tiến hành xóa dữ liệu và lập trình lại bằng tia cực tím. Nó có độ bền lưu trữ không cao và giá đắt hơn so với PROM.

  • EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) là loại ROM được chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. EEPROM có thể được xóa và lập trình lại bằng điện.

Bộ nhớ Cache là một thành phần của bộ nhớ trong giúp lưu trữ các dữ liệu, thông tin được sử dụng thường xuyên để CPU truy cập với tốc độ nhanh hơn trong tương lai. Nhìn chung, bộ nhớ đệm nằm sẵn trong máy tính và có tác dụng cũng gần giống như thanh RAM cắm trên mainboard. Như trên đã đề cập, bộ nhớ đệm thực ra là một dạng SRAM, còn thanh RAM trên mainboard kia là DRAM (có tốc độ chậm hơn nhiều so với SRAM). Bộ nhớ đệm cache có dung lượng càng lớn thì càng có nhiều không gian lưu trữ và tất nhiên máy tính sẽ hoạt động mượt mà hơn.

Cấu trúc của bộ nhớ đệm có thể chia làm ba phần gồm L1, L2 và L3 (L tức là Level). Bạn có thể nhìn vào hình bên dưới, dữ liệu sẽ được đi từ ổ cứng, đến DRAM, qua 3 tầng cache và đến CPU để xử lý. Các phần L1, L2, L3 giúp cho dữ liệu được truyền qua với tốc độ tăng dần theo thời gian để CPU có thể xử lý nhanh nhất.

Bộ nhớ đệm giúp máy tính có thể xử lý nhanh hơn nhưng nếu bạn để lâu ngày mà không xóa chúng đi sẽ làm tăng lượng file rác không cần đến và giảm hiệu suất máy tính. 

Bộ nhớ máy tính (tiếng Anh: Computer data storage), thường được gọi là ổ nhớ (storage) hoặc bộ nhớ (memory), là một thiết bị công nghệ bao gồm các phần tử máy tính và lưu trữ dữ liệu, được dùng để duy trì dữ liệu số. Nó là một linh kiện cơ bản có chức năng cốt lõi của các máy tính.

Bộ nhớ máy tính bao gồm các bộ nhớ điện tĩnh (non-volatile memory) để lưu trữ được dữ liệu của máy tính một cách lâu dài (khi kết thúc một phiên làm việc của máy tính thì dữ liệu không bị mất đi), hoặc bộ nhớ điện động (volatile memory) để lưu dữ liệu tạm thời trong quá trình làm việc của máy tính (khi kết thúc một phiên làm việc của máy tính thì bộ nhớ này bị mất hết dữ liệu).

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu cho bộ nhớ lâu dài bao gồm: Đĩa cứng, Đĩa mềm, Đĩa quang, Băng từ, ROM, các loại bút nhớ...

Các thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình làm việc: RAM máy tính, Cache...

Hầu hết các bộ nhớ nêu trên thuộc loại bộ nhớ có thể truy cập dữ liệu ngẫu nhiên, riêng băng từ là loại bộ nhớ truy cập tuần tự.

Bộ nhớ máy tính có thể chia thành hai dạng: Bộ nhớ trong (main memory) và bộ nhớ ngoài (external storage).

Mục lục

  • 1 Chức năng
  • 2 Phân cấp lưu trữ
    • 2.1 Bộ nhớ trong
    • 2.2 Bộ nhớ ngoài
  • 3 Cách thức lưu trữ
  • 4 Tham khảo

Chức năngSửa đổi

Nếu không có một số lượng đáng kể bộ nhớ, một máy tính sẽ chỉ có thể thực hiện các hoạt động cố định và ngay lập tức xuất kết quả. Nó sẽ phải được cấu hình lại để thay đổi hành vi của nó. Điều này được chấp nhận cho các thiết bị như máy tính bỏ túi, bộ xử lý tín hiệu số và các thiết bị chuyên dụng khác. Máy tính Von Neumann khác biệt ở chỗ có một bộ nhớ trong đó chúng lưu trữ các lệnh vận hành và dữ liệu của chúng[1]:20. Các máy tính von Neumann linh hoạt hơn ở chỗ chúng không cần phải cấu hình lại phần cứng của chúng cho mỗi chương trình mới, nhưng có thể được lập trình lại đơn giản với lệnh trong bộ nhớ mới; chúng cũng có xu hướng đơn giản hơn để thiết kế, trong đó một bộ xử lý tương đối đơn giản có thể giữ trạng thái giữa các tính toán liên tiếp để xây dựng các kết quả thủ tục phức tạp. Hầu hết các máy tính hiện đại đều là máy von Neumann.

Phân cấp lưu trữSửa đổi

Bộ nhớ trongSửa đổi

Bộ nhớ trong được hiểu là các loại bộ nhớ nằm nội bộ bên trong thùng máy. Còn có tên gọi khác là bộ nhớ chính (Main Memory)

  • Bộ nhớ đệm nhanh (cache memory):
    • Tốc độ truy xuất nhanh;
    • Thường nằm trong CPU, một số cache cũ có thể nằm ngoài CPU: như các cache trên đế cắm kiểu slot 1, hoặc cache dạng thanh, có thể tháo rời giống như các thanh RAM ngày nay;
    • Bao gồm Cache L1 và Cache L2, Cache L3 (L3 chỉ có ở một số CPU) có tốc độ truy xuất gần bằng tốc độ truyền dữ liệu trong CPU;
  • Bộ nhớ chính (Main Memory):
    • Bộ nhớ RAM (Random Access Memory), hay Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: Tốc độ truy cập nhanh, lưu trữ dữ liệu tạm thời, dữ liệu sẽ bị mất đi khi bị cắt nguồn điện;
    • Bộ nhớ ROM (Read Only Memory), hay Bộ nhớ chỉ đọc: Lưu trữ các chương trình mà khi mất nguồn điện cung cấp sẽ không bị (xóa) mất. Ngày nay còn có công nghệ FlashROM tức bộ nhớ ROM không những chỉ đọc mà còn có thể ghi lại được, nhờ có công nghệ này BIOS được cải tiến thành FlashBIOS.
  • Bộ nhớ ảo (Virtual Memory);

Bộ nhớ ngoàiSửa đổi

Bộ nhớ ngoài được hiểu là bộ nhớ máy tính gắn bên ngoài, có thể dùng để mang đi lại được giữa các máy tính.

Bao gồm:

  • Bộ nhớ từ: đĩa cứng, Đĩa mềm,...
  • Bộ nhớ quang: CD, DVD,...
  • Bộ nhớ bán dẫn: flash disk, thẻ nhớ...
  • Các loại bộ nhớ dựa trên công nghệ Flash ROM: Kết hợp với chuẩn giao tiếp máy tính USB (Universal Serial Bus) tạo ra các bộ nhớ máy tính di động thuận tiện và đa năng như: Các thiết bị giao tiếp USB lưu trữ dữ liệu, thiết bị giao tiếp USB chơi nhạc số, chơi video số; khóa bảo mật qua giao tiếp USB; thẻ nhớ... Dung lượng thiết bị lưu trữ Flash ROM đã lên tới 32GB (Samsung,Intel công bố năm 2005), trong tương lai, có thể Flash ROM sẽ dần thay thế các ổ đĩa cứng, các loại đĩa CD, DVD...
  • Cách phân biệt trong và ngoài như trên chỉ mang tính tương đối. Ví dụ các loại ổ cứng, ổ đĩa CD có thể gắn ngoài (qua giao tiếp USB, DATA)tốc độ truy cập nhanh. Ổ đĩa mềm có thể đặt vào máy, lấy ra khỏi máy dễ dàng. dung lượng nhỏ tốc độ quay chậm, tốc độ truy cập chậm. Đĩa CDUSB là những thiết bị nhớ có dung lượng tương đối cao đến hàng trăm MB hoặc vài GB.

Cách thức lưu trữSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Patterson, David A.; Hennessy, John L. (2005). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (ấn bản 3). Amsterdam: Morgan Kaufmann Publishers. ISBN1-55860-604-1. OCLC56213091.