解读 CPU 缓存：为何有 L1、L2 和 L3 缓存？它们如何工作？

近年来
，解读计算机中央处理器已经取得了相当大的缓何有和L缓存进步 ，晶体管每年都在变小，工作性能也变得更加强大
。解读每当提到处理器的缓何有和L缓存性能时，人们往往会想到晶体管和频率。工作实际上 ，解读除了更多的缓何有和L缓存晶体管数量和更高的频率之外，缓存也非常重要。工作

对于大部分人来讲，解读他们大都听说过缓存 。缓何有和L缓存但是工作 ，高防服务器并没有对 CPU 缓存的解读容量给予足够的关注。那么，缓何有和L缓存CPU 缓存到底有多重要 ，工作它是如何工作的？

简而言之 ，CPU 缓存只是一种非常快速的内存类型 。在计算的早期 ，处理器速度和内存速度都很低。然而，源码下载在 1980 年代 ，处理器速度开始迅速提高 。当时的系统内存（RAM）无法应对或匹配不断增加的CPU速度，因此一种新型的超快内存诞生了 ：CPU缓存。

现在，您的计算机内部有多种类型的内存
，例如有主存储（如硬盘或 SSD）存储大部分数据，即操作系统和程序。

还有“随机存取存储器”， 俗称内存，它比主存储快得多，服务器租用但只是一个短期存储介质，它让计算机及其程序使用 RAM 来存储经常访问的数据
，从而帮助保持计算机上的操作良好而快速 。

最后 ，CPU 内部还具有更快的内存单元，称为 CPU 缓存。

计算机内存具有基于其运行速度的层次结构 。CPU 缓存位于此层次结构的顶部，是最快的香港云服务器 。它也是最接近中央处理的地方，是CPU本身的一部分
。从技术上来看，高速缓存的运行速度比 RAM 快 10 到 100 倍，只需要几纳秒即可响应 CPU 请求 。

计算机内存也有不同的类型，其中高速缓存是静态RAM（SRAM）的一种形式 ，源码库而常规系统RAM称为动态RAM（DRAM）。静态RAM可以保存数据而无需不断刷新，这与DRAM不同，这使得SRAM成为缓存的理想选择。

计算机上的应用程序被设计为 CPU 解释和运行的一组指令 。当您运行程序时，指令会从主存储（硬盘驱动器）传输到 CPU，这就是内存层次结构发挥作用的地方
。

数据首先加载到 RAM 中，然后发送到 CPU。CPU每秒能够执行大量指令。亿华云为了充分利用其功能 ，CPU 需要访问超快内存 ，这就是 CPU 缓存的用武之地。

内存控制器从 RAM 获取数据并将其发送到 CPU 缓存，然后内存缓存在 CPU 内来回执行数据。当然，内存层次结构也存在于 CPU 缓存中 。

CPU 高速缓存分为三个“级别”：L1、L2 和 L3 ，内存层次结构则根据速度以及缓存大小进行排列。

一级缓存

L1（级别 1）缓存是计算机系统中存在的最快内存 。就访问优先级而言，一级缓存具有 CPU 在完成特定任务时最有可能需要的数据。

一级缓存的大小取决于 CPU 。一些高端消费类CPU现在具有1MB的L1缓存，如Intel i9-9980XE 
，但这些要花费大量资金，而且仍然很少。一些服务器芯片组 ，如英特尔的Xeon系列，还具有1-2MB的L1内存缓存。

由于一级缓存的大小没有“标准”，因此您必须在购买前仔细查看 CPU 规格以确定确切的一级内存缓存大小。

英特尔 CPU L1 数据缓存图

一级缓存通常分为两部分
：指令缓存和数据缓存。指令高速缓存处理有关 CPU 必须执行的操作的信息，而数据高速缓存保存要对其执行操作的数据。

二级缓存

L2（级别 2）缓存比 L1 缓存慢
，但容量更大 。L1 缓存可能以 KB 为单位，而 L2 内存缓存以兆字节为单位 。例如，AMD Ryzen 5 5600X具有384KB的L1缓存和3MB的L2缓存（加上32MB的L3缓存）。

二级缓存大小因 CPU 而异
，但其大小通常在 256KB 到 32MB 之间。大多数 CPU 将包含超过 256KB 的二级缓存
，这在现阶段是最小的。此外，一些最强大的 CPU 具有更大的二级内存缓存 ，远远超过 8MB。

在速度方面 ，二级缓存落后于一级缓存，但仍然比您的系统 RAM 快得多 。一级内存缓存通常比 RAM 快 100 倍，而二级缓存大约快 25 倍
。

三级缓存

早期 ，L3内存缓存实际上是在主板上找到的
。现在 ，CPU 中的 L3 缓存可能非常庞大，高端消费类 CPU 具有高达 32MB 的 L3 缓存 ，某些服务器 CPU L3 缓存可能会超过此值，最高可达 128MB 。

L3 缓存是最大但也是最慢的缓存单元 。 但是
，虽然芯片本身的每个内核都存在L1和L2缓存 ，但L3缓存更类似于整个芯片都可以利用的通用内存池。

缓存越多、容量越大 ，则会越好，价格也会越高 。新一代的CPU自然会比老一代包含更多的CPU缓存 ，并且缓存也可能更快。

因此，我们可以根据自己的实际应用场景需求，在购买产品之前仔细查看产品的规则，以此来保证买到自己想要的产品。

原文链接：​​https://www.makeuseof.com/tag/what-is-cpu-cache/​​

原文作者：GAVIN PHILLIPS

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