[Liệu bạn có biết] Bài 4: Các loại bộ nhớ trong máy tính

Ở bài viết này mình sẽ nói về các loại bộ nhớ của máy tính và cách chúng hoạt động.

Lưu ý là bộ nhớ máy tính có 2 loại: internal và external ( hay còn gọi là bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài ), nhưng ở bài viết này mình chỉ tập trung vào internal

Storage - Memory

Storage được gọi là bộ nhớ lưu trữ, là nơi lưu giữ dữ liệu lâu dài trên máy tính - ví dụ như hệ điều hành, các ứng dụng bạn tải về, tài liệu,... và còn được gọi với 1 cái tên quen thuộc khác là Non-Volatile Memory

Non-Volatile Memory các bạn có thể hiểu là bộ nhớ không bị mất dữ liệu kể cả khi bị tắt nguồn điện ( giống như kiểu các bạn tải 1 ứng dụng về máy thì khi tắt máy mở lại thì ứng dụng đó vẫn tồn tại trên máy bạn )

Memory là bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu tạm thời khi máy tính hoạt động. Ví dụ khi bạn mở 1 ứng dụng hoặc thao tác trên một phần mềm thì hệ thống sẽ tạm thời đưa dữ liệu từ storage lên bộ nhớ tạm thời để xử lí nhanh hơn ( khi xử lí xong dữ liệu nhưng nếu các bạn không lưu lại thì khi tắt phần mềm thì dữ liệu sẽ mất hết, nên bộ nhớ tạm thời còn một tên gọi khác là Volatile Memory )

Volatile Memory có thể hiểu là bộ nhớ tạm thời, bộ nhớ này chỉ hoạt động lúc sử dụng và sẽ biến mất nếu không còn sử dụng, vì vậy khi dùng xong phải lưu dữ liệu trở lại storage

Vậy nên, khi xem thông số máy tính, các bạn sẽ thấy có hai loại dung lượng bộ nhớ – ví dụ như 256GB và 64GB – tương ứng với bộ nhớ lưu trữ (Storage) và bộ nhớ tạm thời.

Trong lĩnh vực AI, bộ nhớ tạm thời đóng vai trò rất quan trọng, vì hầu hết quá trình xử lý model và data đều diễn ra trên nó hết.

Nếu bộ nhớ tạm thời không đủ, hệ thống sẽ gặp lỗi OOM (Out Of Memory) khiến quá trình chạy bị gián đoạn hoặc máy tính bị crash.

RAM - ROM

Các loại bộ nhớ của máy tính sinh ra với 3 mục đích:

• Tốc độ truy xuất dữ liệu phải nhanh
• Dung lượng phải đủ lớn để chứa dữ liệu cần thiết
• Chi phí sản xuất phải hợp lý

Vì chúng ta không thể tạo nên một bộ nhớ hoàn hảo đáp ứng đủ cả 3 tiêu chí trên nên sẽ chúng ta đã tạo ra nhiều loại bộ nhớ phù hợp với các tiêu chí với các chức năng của nó

RAM (Random Access Memory) hay còn gọi là bộ nhớ tạm thời, là thành phần cốt lõi của memory. RAM có tốc độ rất nhanh nhưng chỉ là tạm thời, nếu tắt máy là mất dữ liệu. Trong RAM sẽ được chia thành 2 loại là:

• SRAM ( static RAM ): có tốc độ rất nhanh nhưng chi phí sản xuất cao và khó mở rộng dung lượng lớn nên vì vậy SRAM đóng vai trò cho những nơi cần tốc độ cao nhưng dung lượng không lớn, cụ thể như Cache trong CPU
• DRAM ( dynamic RAM ): tốc độ tuy chậm hơn SRAM nhưng lại rẻ và dễ mở rộng dung lượng lớn vậy nên DRAM sẽ đóng vai trò là bộ nhớ chính trong hầu hết các máy tính hiện nay

ROM ( Read only memory ): là một loại bộ nhớ chỉ dùng để đọc thuộc nhóm Non-Volatile Memory. Dữ liệu trong ROM không thể chỉnh sửa hoặc ghi đè dễ dàng nên rất ổn định và an toàn vậy nên ROM thường chứa những chương trình quan trọng như: BIOS/UEFI, Firmware, ... Mặc dù gọi là Read only memory nhưng trên thực tế vẫn có những loại ROM có thể ghi hoặc xóa được dữ liệu:

• PROM ( Programmable ROM ): là loại ROM trống khi xuất xưởng, nhưng có thể lập trình (ghi dữ liệu) một lần duy nhất bằng một thiết bị gọi là PROM programmer và một khi đã ghi thì không thể xóa hoặc thay đổi dữ liệu ( nếu ghi sai thì chip sẽ bị hỏng ). Và mục đích của PROM là dùng để lưu các ứng dụng cố định, không cần cập nhật
• EPROM (Erasable Programmable ROM): EPROM cho phép chúng ta xóa dữ liệu bằng tia cực tím qua một cửa sổ nhỏ trên chip và sau khi xóa, có thể ghi lại dữ liệu mới bằng thiết bị lập trình. Mặc dù có thể xóa và ghi lại nhiều lần, nhưng quá trình này chậm và không tiện dụng
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): EEPROM cho phép xóa và ghi dữ liệu bằng tín hiệu điện, nhanh hơn nhiều so với EPROM.