L3キャッシュとは何ですか？

レベル3またはL3キャッシュは、L1およびL2キャッシュと連携して動作し、コンピューターのパフォーマンスを向上させる特殊なメモリです。 L1、L2、およびL3キャッシュはコンピューター処理装置（CPU）キャッシュであり、ハードディスクキャッシュなどのシステム内の他のタイプのキャッシュとは対照的です。 CPUキャッシュは、処理命令が遅延なく提供されるように、データ要求を予測することにより、マイクロプロセッサのニーズに対応します。 CPUキャッシュはランダムアクセスメモリ（RAM）よりも高速で、パフォーマンスのボトルネックを防ぐように設計されています。

システムから要求が行われると、CPUはその要求を実行するための命令を必要とします。 CPUはシステムRAMよりも何倍も高速に動作するため、遅延を削減するために、L1キャッシュには必要となると思われるデータのビットが用意されています。 L1キャッシュは非常に小さいため、非常に高速です。 命令がL1キャッシュに存在しない場合、CPUはL2をチェックします。L2はわずかに長いキャッシュプールで、少し長い待ち時間があります。 キャッシュミスが発生するたびに、次のレベルのキャッシュが検索されます。 L3キャッシュはL1およびL2よりもはるかに大きくなる可能性がありますが、低速でも、RAMからフェッチするよりもはるかに高速です。

必要な命令がL3キャッシュで見つかると仮定すると（ キャッシュヒット ）、データのビットがL1キャッシュから追い出され、新しい命令が再び必要になった場合に備えて保持されます。 L3キャッシュは、CPUの設計に応じて、別のキャッシュ（ 排他的キャッシュと呼ばれる）に存在するため、その命令行を削除できます。

たとえば、2008年11月にAMD®はクアッドコア上海チップをリリースしました。 各コアには独自のL1およびL2キャッシュがありますが、コアは共通のL3キャッシュを共有します。 L3は、異なるコアが後続のリクエストを行う場合に備えて、リクエストされたアイテムのコピーを保持します。

マルチレベルキャッシュのアーキテクチャは進化し続けています。 L1キャッシュはCPUの外部にあり、マザーボードに組み込まれていましたが、現在ではL1キャッシュとL2キャッシュの両方がCPUダイに組み込まれています。 通常、L3キャッシュはマザーボードに組み込まれていますが、一部のCPUモデルにはすでにL3キャッシュが組み込まれています。 オンボードキャッシュを使用する利点は、マザーボードに個別のキャッシュを配置するよりも高速で効率的で安価であることです。

キャッシュからの命令のフェッチは、システムRAMを呼び出すよりも高速であり、適切なキャッシュ設計によりシステムのパフォーマンスが大幅に向上します。 キャッシュの設計と戦略は、さまざまなマザーボードとCPUで異なりますが、他のすべてが同じであれば、キャッシュが多い方が優れています。