什么是L1/L2/L3 Cache?


什么是L1/L2/L3 Cache?

Cache Memory也被稱為Cache,是存儲器子系統的組成部分,存放着程序經常使用的指令和數據,這就是Cache的傳統定義。從廣義的角度上看,Cache是快設備為了緩解訪問慢設備延時的預留的Buffer,從而可以在掩蓋訪問延時的同時,盡可能地提高數據傳輸率。 快和慢是一個相對概念,與微架構(Microarchitecture)中的 L1/L2/L3 Cache相比, DDR內存是一個慢速設備;在磁盤 I/O 系統中,DDR卻是快速設備,在磁盤 I/O 系統中,仍在使用DDR內存作為磁介質的Cache。在一個微架構中,除了有L1/L2/L3 Cache之外,用於虛實地址轉換的各級TLB, MOB( Memory Ordering Buffers)、在指令流水線中的ROB,Register File和BTB等等也是一種Cache。我們這里的Cache,是狹義 Cache,是CPU流水線和主存儲器的 L1/L2/L3 Cache。

 

 

 L1,L2,L3 指的都是CPU的緩存,比內存快,但是很昂貴,所以用作緩存,CPU查找數據的時候首先在L1,然后看L2,如果還沒有,就到內存查找一些服務器還有L3 Cache,目的也是提高速度。

L1 Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存,分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。 
  
  L2 Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存,分內部和外部兩種芯片。內部的芯片二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能,原則是越大越好,現在家庭用CPU容量最大的是512KB,而服務器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB,有的高達2MB或者3MB。 
  
  L3 Cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。而實際作用即是,L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力,對游戲都很有幫助。而在服務器領域增加L3緩存,在性能方面仍然有顯著的提升。具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效,比較慢的磁盤I/O子系統,可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器,提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。

 

 

 

 

 

 

 

 

參考鏈接:

https://blog.csdn.net/lz710117239/article/details/109405722?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_title~default-4.control&spm=1001.2101.3001.4242

https://blog.csdn.net/u010285974/article/details/86700623

 


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