Khi tốc độ làm việc của bộ vi xử lý ngày càng vượt xa tốc độ truy nhập bộ nhớ chính (được tính theo ns, DRAM làm việc nhanh nhất chỉ là 60ns – nanogiây) có nghĩa là bộ vi xử lý phải mất thêm vài chu kỳ đợi bộ nhớ hoàn thành quá trình đọc/ghi. Điều này làm giảm hiệu suất làm việc của bộ vi xử lý. Một giải pháp hữu hiệu là sử dụng thêm bộ nhớ đệm cache với tốc độ truy nhập chỉ vài ns đến 10ns. Bộ nhớ cache còn được gọi là. | Bộ nhớ cache Khi tốc độ làm việc của bộ vi xử lý ngày càng vượt xa tốc độ truy nhập bộ nhớ chính được tính theo ns DRAM làm việc nhanh nhất chỉ là 60ns -nanogiây có nghĩa là bộ vi xử lý phải mất thêm vài chu kỳ đợi bộ nhớ hoàn thành quá trình đọc ghi. Điều này làm giảm hiệu suất làm việc của bộ vi xử lý. Một giải pháp hữu hiệu là sử dụng thêm bộ nhớ đệm cache với tốc độ truy nhập chỉ vài ns đến 10ns. Bộ nhớ cache còn được gọi là bộ nhớ truy cập nhanh. Nó nằm giữa bộ vi xử lý và bộ nhớ chính với dung lượng không lớn cỡ KB đến 1 hoặc 2MB tuỳ theo loại cache. Cache sẽ tiết kiệm thời gian truy xuất bộ nhớ của CPU bằng cách dự đoán trước lệnh kế tiếp mà CPU sẽ cần và nạp nó vào trong cache trước khi CPU thực sự cần đến nó. Nếu lệnh cần thiết đã có sẵn trong cache thì CPU sẽ truy xuất dữ liệu từ cache nếu không CPU mới truy xuất lên bộ nhớ chính. Cache được phân thành 2 loại Cache L1 và cache L2. o Cache L1 Bộ nhớ được tích hợp trong chính bản thân CPU được gọi là cache nội internal cache hay cache sơ cấp Primary cache cache L1 level 1 cache . Tốc độ truy nhập cache xấp xỉ bằng tốc độ làm việc của CPU nhưng dung lượng khá nhỏ. Năm 1988 lần đầu tiên cache L1 được thiết kế cho CPU đời 80386SX sau đó là 80486DX 80486DX2. Cuối năm 1994 Intel đã giới thiệu sản phẩm CPU 80486DX4 với tốc độ 75-120MHz lúc này cache L1 được phân thành 2 bộ nhớ với hai chức năng khác nhau đó là Data cache để lưu trữ dữ liệu với dung lượng là 8KB Code cache để lưu trữ mã lệnh với dung lượng là 8KB Tiếp theo 80486 Pentium và đời Pentium tiếp theo tuy bổ sung các tính năng kỹ thuật mới nhằm nâng cao tốc độ đến GHz nhưng vẫn kế thừa việc sử dụng cache L1 với dung lượng 8 8KB 16 16 KB. Hình . là sơ đồ cấu trúc cơ bản của bộ vi xử lý Pentium. Đơn vị giải mã lệnh và nhận lệnh trước Insstruction Decode and Lõi Code Core Bộ dự đoán rẽ nhánh Branch Code Cache - Bộ tính toán với sô nguyên Integer To RAM Đơn vị thi hành Execution Đơn vị dấu chấm động Bus 64 bit 64-bit Bus Bus Da 32 bit cache Floating .
