Wat is L1-cache? (met foto's)

Niveau 1 of L1 cache is speciaal, zeer snel geheugen ingebouwd in de centrale verwerkingseenheid (CPU) om de computerprestaties te vergemakkelijken. Door veelgebruikte gegevensbestanden in de L1-cache te laden, kan de computer verzoeken sneller verwerken. De meeste computers hebben ook L2- en L3-cache, die langzamer zijn dan L1-cache maar sneller dan Random Access Memory (RAM).

Wanneer we programma's of bestanden van een standaard harde schijf aanvragen, moet het apparaat de interne schijven doorzoeken op informatie door een kopmechanisme over de platen te schuiven, ongeveer analoog aan de manier waarop een naald een grammofoonplaat leest. In het geval van een schijfstation zijn er echter meerdere platters en de kop is magnetisch en leest met een zeer hoge snelheid. Niettemin is de standaard harde schijf het langzaamste opslagapparaat op de computer, afgezien van compact disk drives.

Normaal gesproken denken we dat RAM behoorlijk snel is omdat het zoveel sneller is dan harde schijven. RAM is een tijdelijk bewaargebied dat actief wordt wanneer de computer opstart. Computers hebben gewoonlijk 1-4 gigabytes (GB) RAM. Door vaak gevraagde programma's, bestanden, afbeeldingen en andere items in RAM te laden, hoeft de computer niet op de harde schijf (schijven) te zoeken om de informatie over volgende aanvragen op te halen.

Hoewel dit een goede strategie is, kan de CPU sneller werken dan RAM, en om dingen mee te versnellen, denk je misschien aan L1, L2 en L3 cache als de go-betweens die anticiperen op welke verzoeken van RAM zullen worden gedaan, die die gegevens vasthouden op het klaar. Wanneer er een verzoek komt, controleert de CPU eerst L1-cache, gevolgd door L2- en L3-cache (indien aanwezig). Als de CPU de gevraagde gegevens in het cachegeheugen vindt, is dit een hit in het cachegeheugen en zo niet, dan is het een cachemist en wordt vervolgens RAM doorzocht, gevolgd door de harde schijf. Het doel is om hits te maximaliseren en missers die trage prestaties minimaliseren.

Hoewel L1-cache tegenwoordig in CPU's is ingebouwd, kan deze zich ook naast de CPU op oudere pc's bevinden. L2-cache kan worden ingebouwd in de CPU of aanwezig zijn op het moederbord, samen met L3-cache. In sommige gevallen wordt L3-cache ook opgenomen in de CPU. In tegenstelling tot RAM is cache niet uitbreidbaar.