Bộ nhớ đệm so với Bộ nhớ ảo
Sự khác biệt giữa bộ nhớ đệm và bộ nhớ ảo tồn tại ở mục đích mà hai bộ nhớ này được sử dụng và tồn tại vật lý. Bộ nhớ đệm là loại bộ nhớ dùng để cải thiện thời gian truy xuất của bộ nhớ chính. Nó nằm giữa CPU và bộ nhớ chính, và có thể có một số mức bộ nhớ đệm như L1, L2 và L3. Loại phần cứng được sử dụng cho bộ nhớ đệm đắt hơn nhiều so với RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) được sử dụng cho bộ nhớ chính vì bộ nhớ đệm nhanh hơn nhiều. Vì lý do này, dung lượng của bộ nhớ đệm là rất nhỏ. Bộ nhớ ảo là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ được sử dụng để sử dụng hiệu quả RAM (bộ nhớ chính) đồng thời cung cấp không gian bộ nhớ riêng biệt cho từng chương trình thậm chí còn lớn hơn dung lượng RAM thực (bộ nhớ chính). Ở đây đĩa cứng được sử dụng để mở rộng bộ nhớ. Các mục trong RAM vật lý được chuyển qua lại bằng đĩa cứng.
Bộ nhớ Cache là gì?
Bộ nhớ Cache là một loại bộ nhớ nằm giữa CPU (Bộ xử lý Trung tâm) và RAM (Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên). Mục đích của bộ nhớ đệm là giảm thời gian truy xuất bộ nhớ của CPU khỏi RAM. Bộ nhớ đệm nhanh hơn nhiều so với RAM. Vì vậy, thời gian truy cập trên bộ nhớ đệm ít hơn nhiều so với thời gian truy cập trên RAM. Nhưng chi phí của bộ nhớ sử dụng cho bộ nhớ đệm cao hơn nhiều so với chi phí của bộ nhớ được sử dụng cho RAM, và do đó, dung lượng của bộ nhớ đệm là rất nhỏ. Loại bộ nhớ được sử dụng cho bộ nhớ đệm được gọi là SRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh).
Bất cứ khi nào CPU muốn truy cập bộ nhớ, trước tiên nó sẽ kiểm tra xem thứ nó cần có nằm trong bộ nhớ đệm hay không. Nếu có, nó sẽ có thể truy cập nó với độ trễ ít nhất. Nếu nó không nằm trong bộ đệm, thì nội dung được yêu cầu sẽ được sao chép từ RAM vào bộ đệm và sau đó chỉ CPU mới truy cập nó từ bộ đệm. Ở đây, khi sao chép nội dung từ bộ nhớ đệm, không chỉ nội dung trong địa chỉ bộ nhớ được yêu cầu mà cả nội dung lân cận cũng được sao chép vào bộ nhớ đệm. Vì vậy, lần tiếp theo có khả năng xảy ra lần truy cập bộ nhớ cache cao vì hầu hết các chương trình máy tính đều truy cập vào dữ liệu lân cận hoặc dữ liệu được truy cập lần cuối hầu hết các lần. Vì vậy, do bộ nhớ cache, độ trễ trung bình của bộ nhớ được giảm xuống.
Trong CPU, có ba loại bộ nhớ đệm: Bộ đệm lệnh để lưu các lệnh chương trình, Bộ đệm dữ liệu để lưu trữ các mục dữ liệu và Bộ đệm Nhìn sang Bên cạnh để lưu các ánh xạ bộ nhớ. Đối với bộ đệm dữ liệu, nói chung, có bộ đệm đa cấp. Đó là, có một số bộ nhớ đệm là L1, L2 và L3. Bộ nhớ đệm L1 là bộ nhớ đệm nhanh nhất nhưng nhỏ nhất gần với CPU nhất. Bộ đệm L2 chậm hơn L1, nhưng lớn hơn L1 và nằm sau bộ đệm L1. Do hệ thống phân cấp này có thể đạt được thời gian truy cập bộ nhớ trung bình tốt hơn với chi phí thấp hơn.
Bộ nhớ ảo là gì?
Bộ nhớ ảo là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ được sử dụng trong hệ thống máy tính. Không có phần cứng nào được gọi là bộ nhớ ảo, nhưng nó là một khái niệm sử dụng RAM và đĩa cứng để cung cấp không gian địa chỉ ảo cho các chương trình. Đầu tiên RAM được chia thành các phần gọi là trang và chúng được xác định bằng địa chỉ bộ nhớ vật lý. Trong đĩa cứng, một phần đặc biệt được dành riêng, trong Linux, nó được gọi là hoán đổi và trong Windows, nó được gọi là tệp trang. Khi một chương trình được khởi động, nó được cung cấp một không gian địa chỉ ảo có thể lớn hơn cả bộ nhớ vật lý thực tế. Không gian bộ nhớ ảo cũng được chia thành các phần được gọi là các trang và mỗi trang bộ nhớ ảo này có thể được ánh xạ tới một trang vật lý. Bảng được gọi là bảng trang theo dõi việc ánh xạ này. Khi bộ nhớ vật lý hết dung lượng, những gì được thực hiện là, một số trang vật lý nhất định sẽ được đẩy đến phần đặc biệt đó trong đĩa cứng. Khi cần lại bất kỳ trang nào được đẩy vào đĩa cứng, nó sẽ được đưa vào bộ nhớ vật lý bằng cách đưa một trang đã chọn khác từ bộ nhớ vật lý vào đĩa cứng.
Sự khác biệt giữa Bộ nhớ Cache và Bộ nhớ Ảo là gì?
• Bộ nhớ đệm là loại bộ nhớ được sử dụng để cải thiện thời gian truy cập bộ nhớ chính. Đây là loại bộ nhớ nhanh hơn nằm giữa CPU và RAM để giảm độ trễ truy cập bộ nhớ trung bình. Bộ nhớ ảo là một phương pháp quản lý bộ nhớ trong đó nó là một khái niệm cho phép các chương trình có được không gian bộ nhớ ảo của riêng nó, thậm chí còn lớn hơn cả RAM vật lý thực có sẵn.
• Bộ nhớ cache là một loại bộ nhớ phần cứng thực sự tồn tại về mặt vật lý. Mặt khác, không có phần cứng nào được gọi là bộ nhớ ảo vì nó là một khái niệm sử dụng RAM, đĩa cứng, bộ quản lý bộ nhớ và phần mềm để cung cấp một loại bộ nhớ ảo.
• Quản lý bộ nhớ cache được thực hiện hoàn toàn bằng phần cứng. Bộ nhớ ảo được quản lý bởi hệ điều hành (phần mềm).
• Bộ nhớ đệm nằm giữa RAM và bộ xử lý. Việc truyền dữ liệu liên quan đến RAM, bộ nhớ đệm và bộ xử lý. Mặt khác, bộ nhớ ảo liên quan đến việc truyền dữ liệu giữa RAM và đĩa cứng.
• Bộ nhớ cache có kích thước nhỏ như Kilobyte và Megabyte. Mặt khác, bộ nhớ ảo có kích thước khổng lồ chiếm hàng gigabyte.
• Bộ nhớ ảo liên quan đến cấu trúc dữ liệu như bảng trang lưu ánh xạ giữa bộ nhớ vật lý và bộ nhớ ảo. Nhưng kiểu cấu trúc dữ liệu này không cần thiết cho bộ nhớ đệm.
Tóm tắt:
Bộ nhớ Cache và Bộ nhớ ảo
Bộ nhớ đệm được sử dụng để cải thiện thời gian truy cập bộ nhớ chính trong khi bộ nhớ ảo là một phương pháp quản lý bộ nhớ. Bộ nhớ đệm là một phần cứng thực tế, nhưng không có phần cứng nào được gọi là bộ nhớ ảo. RAM, đĩa cứng và nhiều phần cứng khác cùng với hệ điều hành tạo ra khái niệm gọi là bộ nhớ ảo để cung cấp không gian bộ nhớ ảo lớn và riêng biệt cho mỗi chương trình. Nội dung trong bộ nhớ đệm do phần cứng quản lý trong khi nội dung trong bộ nhớ ảo do hệ điều hành quản lý.
