Что такое L1 Cache?

Кэш 1-го уровня или L1 - это специальная, очень быстрая память, встроенная в центральный процессор (ЦП) для повышения производительности компьютера. Загружая часто используемые биты данных в кэш L1, компьютер может обрабатывать запросы быстрее. Большинство компьютеров также имеют кэш-память L2 и L3, которая работает медленнее, чем кэш-память L1, но быстрее, чем оперативная память (RAM).

Когда мы запрашиваем программы или файлы со стандартного жесткого диска, устройство должно искать информацию на внутренних дисках, перемещая механизм головки по пластинам, примерно аналогично тому, как игла считывает запись фонографа. Тем не менее, в случае дисковода, есть несколько пластин, и головка магнитная, считывание с очень высокой скоростью. Тем не менее, стандартный жесткий диск является самым медленным устройством хранения данных на компьютере, за исключением компакт-дисков.

Обычно мы думаем, что оперативная память довольно быстрая, потому что она намного быстрее жестких дисков. ОЗУ - это область временного хранения, которая становится активной при загрузке компьютера. Компьютеры обычно имеют 1-4 гигабайта (ГБ) оперативной памяти. Загружая часто запрашиваемые программы, файлы, изображения и другие элементы в оперативную память, компьютеру не нужно искать жесткий диск (и), чтобы получить информацию о последующих запросах.

Хотя это хорошая стратегия, ЦП может работать быстрее, чем ОЗУ, и для ускорения процесса можно рассматривать кэш-память L1, L2 и L3 как посредника, который предвидит, какие запросы будут поступать из ОЗУ, удерживая эти данные в готов. Когда приходит запрос, ЦП сначала проверяет кэш L1, а затем кэш L2 и L3 (если имеется). Если ЦПУ находит запрошенные данные в кеше, это попадание в кеш , а если нет, то это промах кеша, и затем выполняется поиск ОЗУ, за которым следует жесткий диск. Цель состоит в том, чтобы максимизировать попадания и минимизировать промахи, которые снижают производительность.

Хотя кэш L1 встроен в ЦП сегодня, он также может находиться рядом с ЦП на старых ПК. Кэш-память второго уровня может быть встроена в процессор или размещена на материнской плате вместе с кэш-памятью третьего уровня. В некоторых случаях кэш L3 также включается в CPU. В отличие от оперативной памяти, кэш не расширяется.