Chức năng của bộ nhớ máy tính là gì

1992

19-07-2024

Đối với máy tính, bộ nhớ là một phần quan trọng và không thể thiếu được. Vậy chức năng của bộ nhớ máy tính là gì và có các loại nào? Hãy cùng Bizfly Cloud đi tìm hiểu sâu hơn thông qua bài viết dưới đây!

Bộ nhớ máy tính là gì?

Bộ nhớ máy tính là một phần không thể thiếu của hệ thống máy tính. Nó thường được dùng với mục đích truy xuất, lưu trữ dữ liệu hay những chương trình khác nhau khi máy tính làm việc. Hiện tại, bộ nhớ máy tính cũng được chia ra làm nhiều loại khác nhau, ở mỗi loại lại có các chức năng và đặc điểm riêng biệt.

Chức năng của bộ nhớ máy tính là gì?

Bộ nhớ máy tính thường sở hữu nhiều chức năng khác nhau, giúp máy tính hoạt động hiệu quả. Sau đây là một số chức năng chính của bộ nhớ máy tính:

1. Lưu trữ dữ liệu

Bộ nhớ máy tính có chức năng lưu trữ dữ liệu bao gồm cả dữ liệu tạm thời và dữ liệu vĩnh viễn. Dữ liệu tạm thời được lưu trữ trong bộ nhớ RAM, giúp hệ thống có thể truy xuất nhanh chóng trong quá trình thực hiện các tác vụ. Dữ liệu vĩnh viễn thường được lưu trữ trong ổ cứng hoặc SSD giúp bảo quản dữ liệu khi tắt máy tính.

2. Gia tăng tốc độ truy xuất dữ liệu

Bộ nhớ RAM đóng vai trò quan trọng trong việc gia tăng tốc độ truy xuất dữ liệu. RAM có tốc độ truy xuất nhanh hơn nhiều so với ổ cứng, giúp CPU có thể truy cập dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả, giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng cường hiệu suất của hệ thống.

3. Quản lý các chương trình và chuyển đổi giữa các tác vụ

Bộ nhớ máy tính giúp quản lý các chương trình đang chạy và chuyển đổi giữa các tác vụ một cách mượt mà. Khi bạn mở nhiều chương trình cùng lúc, bộ nhớ RAM sẽ lưu trữ thông tin về các chương trình này, cho phép hệ điều hành chuyển đổi nhanh chóng giữa các tác vụ mà không làm gián đoạn công việc của bạn.

4. Giúp CPU giao tiếp với các thiết bị ngoại vi

Đây là một trong những chức năng không thể không nhắc tới của bộ nhớ máy tính. Nó đóng vai trò trung gian trong việc giúp CPU giao tiếp với các thiết bị ngoại vi như bàn phím, chuột, máy in, và các thiết bị lưu trữ ngoài. Bộ nhớ tạm thời RAM lưu trữ các lệnh và dữ liệu mà CPU cần xử lý khi làm việc với các thiết bị này, giúp hệ thống hoạt động một cách trơn tru và hiệu quả.

5. Ghi nhớ và chia sẻ dữ liệu

Ngoài việc lưu trữ dữ liệu, bộ nhớ máy tính còn có chức năng ghi nhớ và chia sẻ dữ liệu. Ví dụ, khi bạn sao chép một tập tin từ ổ cứng vào USB, bộ nhớ máy tính sẽ tạm thời lưu trữ dữ liệu này trong RAM trước khi chuyển nó sang USB. Điều này giúp quá trình sao chép diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.

Phân loại bộ nhớ máy tính hiện nay

Bộ nhớ máy tính thường được chia ra làm các loại cụ thể sau đây:

1. Bộ nhớ đệm

Bộ nhớ đệm là một loại bộ nhớ tốc độ cao nằm giữa CPU và RAM, được sử dụng để lưu trữ tạm thời các dữ liệu và lệnh thường xuyên được truy cập để tăng tốc độ xử lý của hệ thống. Bộ nhớ đệm thường được phân thành ba cấp độ:
L1: Thường được tích hợp trực tiếp vào lõi CPU, với dung lượng từ 8KB đến 128KB. L1 sở hữu tốc độ nhanh nhất trong số các loại bộ nhớ đệm, với độ trễ rất thấp. Nó có tác dụng trong việc lưu trữ những lệnh và dữ liệu mà CPU cần ngay lập tức.
L2: Tích hợp vào lõi CPU hoặc nằm bên ngoài nhưng vẫn trên chip xử lý, dung lượng từ 256KB đến 8MB. L2 có tốc độ chậm hơn L1 nhưng lại nhưng hơn L3. Chức năng chính của L2 là lưu trữ các dữ liệu và lệnh mà CPU có thể cần trong tương lai gần.
L3: Thường được chia sẻ giữa tất cả các lõi trong một bộ xử lý. Dung lượng đạt từ 2MB đến 50MB hoặc có thể hơn. L3 có tốc độ chậm nhất trong các loại bộ nhớ đệm nhưng vẫn nhanh hơn RAM. Chức năng chính của L3 là lưu trữ những dữ liệu và lệnh ít được sử dụng hơn những vẫn cần thiết để tăng hiệu suất xử lý tổng thể.

2. Bộ nhớ chính

Bộ nhớ chính là bộ nhớ mà CPU có thể truy cập trực tiếp, bao gồm hai loại chính là RAM và ROM.

RAM

RAM được biết đến là bộ nhớ có tính ngẫu nhiên và khả năng truy cập cũng ngẫu nhiên. Điều đó có nghĩa là dữ liệu có thể được truy xuất hoặc lưu trữ ở vị trí bất kỳ trong bộ nhớ mà không phải truy xuất tuần tự. RAM được đánh giá là sở hữu tốc độ truy xuất nhanh, được dùng làm bộ nhớ tạm thời của các chương trình và hệ điều hành khi hoạt động.

RAM cũng sẽ có 2 bộ phận chính cấu thành nên gồm có:

DRAM: Tốc độ thường chậm hơn SRAM nhưng có dung lượng lớn và rẻ hơn. Bộ phận này thường dùng làm bộ nhớ chính trong thiết bị di động hoặc máy tính. Tuy nhiên, DRAM cũng cần được làm mới liên tục để duy trì dữ liệu.
SRAM: Tốc độ sẽ nhanh hơn DRAM nhưng dung lượng nhỏ hơn và đắt hơn. Nó thường được dùng làm bộ nhớ yêu cầu tốc độ cao hoặc bộ nhớ cache. Khi sử dụng SRAM sẽ không cần làm mới liên tục, giữ dữ liệu cho tới khi mất điện.

ROM

Đây là loại bộ nhớ chỉ có thể đọc, lúc này dữ liệu sẽ được lưu trữ ở ROM nhưng người dùng sẽ không thể xóa hoặc chỉnh sửa được. Nó thường được nhà sản xuất cài đặt sẵn và chứa những thông tin, chương trình cần thiết cho quá trình cài đặt máy tính hoặc cài đặt hệ điều hành.

ROM cũng sẽ gồm có các bộ phận sau đây cấu thành:

PROM: Có thể lập trình một lần sau khi sản xuất bằng thiết bị chuyên dùng. Chuyên dùng trong những ứng dụng cần dữ liệu cố định có thể lập trình theo yêu cầu.
EPROM: Dễ dàng lập trình lại hoặc xóa bằng tia cực tím. Bộ phận này chuyên dùng trong các ứng dụng phát triển và thử nghiệm.
EEPROM: Người dùng có thể lập trình lại bằng điện hoặc dễ dàng xóa bỏ. Chuyên dùng trong những ứng dụng cần cập nhật dữ liệu thường xuyên.
MROM: Dữ liệu sẽ được ghi vào trong quá trình sản xuất, thường dùng trong các sản phẩm tiêu chuẩn hóa với dữ liệu cố định.
Flash ROM: Có thể xóa và lập trình lại bằng điện, thường có dung lượng lớn, chuyên Dùng trong ổ cứng SSD, USB flash drive và các thiết bị lưu trữ di động khác.

3. Bộ nhớ thứ cấp

Bộ nhớ thứ cấp là bộ nhớ không bay hơi, lưu trữ dữ liệu lâu dài, không mất đi khi tắt máy. Bộ phận này gồm các loại sau:

Ổ cứng

Ổ cứng thường được chia ra làm các loại sau đây:

HDD: Sử dụng đĩa từ quay và đầu đọc/ghi từ. Dung lượng lưu trữ từ vài GB đến vài TB. Về mặt tốc độ thường chậm hơn SDD nhưng có giá thành rẻ hơn. Có thể lưu trữ dữ liệu, hệ điều hành, ứng dụng và các tập tin lớn.
SDD: Sử dụng bộ nhớ flash, có dung lượng từ vài GB đến vài TB. Tốc độ được đánh giá nhanh hơn HDD rất nhiều và có độ trễ thấp, thường được dùng với mục đích lưu trữ dữ liệu, hệ điều hành, ứng dụng và nhất là trong những hệ thống cần tốc độ truy xuất cao.
Đĩa CD: thường được sử dụng đĩa quang để lưu trữ dữ liệu, dung lượng khoảng 700MB và được ứng dụng để phân phối phần mềm, video và nhạc.
USB Drive: sử dụng bộ nhớ Flash, có dung lượng từ vài MB đến vài TB. Ứng dụng để làm thiết bị lưu trữ di động, dễ dàng kết nối với máy tính qua cổng USB, dùng để chuyển dữ liệu giữa các thiết bị.

Dòng thời gian lịch sử ra đời và phát triển của bộ nhớ máy tính

Bộ nhớ máy tính có lịch sử ra đời và phát triển được thể hiện ở các dấu mốc sau đây:

Năm 1942, John Atanasoff và Clifford Berry phát triển thành công máy tính điện tử đầu tiên tên là Atanasoff-Berry Computer sử dụng bộ nhớ trống điện.
Năm 1946: Máy tính Electronic Numerical Integrator and Computer ra đời, sử dụng các ống chân không để lưu trữ dữ liệu tạm thời.
Năm 1951: Random Access Method of Accounting and Control của IBM sử dụng ổ đĩa từ tính đầu tiên.
Năm 1952: Magnetic-core memory (bộ nhớ lõi từ tính) được phát triển, sử dụng các vòng từ tính để lưu trữ dữ liệu.
Năm 1956: IBM 350 Disk Storage Unit ra mắt là ổ đĩa cứng đầu tiên với dung lượng lưu trữ khoảng 5MB.
Năm 1965: Bộ nhớ ROM đầu tiên được giới thiệu, sử dụng trong các hệ thống máy tính để lưu trữ chương trình cố định.
Năm 1966: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor được sử dụng rộng rãi trong bộ nhớ bán dẫn, dẫn đến sự phát triển của RAM động (DRAM).
Năm 1970: Intel giới thiệu bộ nhớ DRAM đầu tiên, Intel 1103, với dung lượng 1Kb.
Năm 1971: Intel giới thiệu bộ nhớ EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), cho phép lưu trữ và xóa dữ liệu bằng cách sử dụng tia cực tím.
Năm 1978: Bộ nhớ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ra đời, cho phép xóa và ghi lại dữ liệu bằng điện.
Năm 1984: SRAM trở nên phổ biến, cung cấp tốc độ truy cập nhanh hơn nhưng giá thành cao hơn DRAM. Cùng năm, Toshiba phát minh ra bộ nhớ flash, một loại bộ nhớ không thay đổi cho phép xóa và ghi lại dữ liệu điện tử.
Năm 1993: SDRAM được giới thiệu, cải thiện tốc độ truy cập dữ liệu nhờ đồng bộ hóa với xung nhịp hệ thống.
Năm 1996: DDR SDRAM xuất hiện, tăng gấp đôi băng thông dữ liệu so với SDRAM thông thường.
Năm 2003: DDR2 SDRAM ra đời, tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm tiêu thụ điện năng so với DDR.
Năm 2007: DDR3 SDRAM được giới thiệu, cải thiện hiệu suất và tiết kiệm điện năng hơn nữa so với DDR2.
Năm 2014: DDR4 SDRAM ra mắt, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và hiệu quả năng lượng tốt hơn DDR3.
Năm 2015: Intel và Micron công bố 3D XPoint memory, một loại bộ nhớ non-volatile với tốc độ truy cập gần như RAM và dung lượng lớn.
Năm 2020: DDR5 SDRAM được giới thiệu, cải thiện tốc độ truyền dữ liệu và hiệu quả năng lượng so với DDR4.
Năm 2023: Bộ nhớ tiếp tục phát triển với các công nghệ mới như MRAM (Magnetoresistive RAM) và bộ nhớ quang học, hứa hẹn cải thiện tốc độ và dung lượng lưu trữ.

Trên đây là các thông tin liên quan đến chức năng của bộ nhớ máy tính và các bộ phận liên quan. Hy vọng chúng tôi đã mang đến cho bạn thông tin hữu ích để hiểu đúng bản chất của bộ nhớ máy tính và sử dụng sao cho hiệu quả.