Arten von Cache-Speicher in einer CPU

Ein Cache wird von der CPU verwendet, um in kurzer Zeit auf Daten aus dem Hauptspeicher zuzugreifen. Es ist ein kleiner und sehr schneller temporärer Speicher. Es soll die Übertragung von Daten oder Anweisungen beschleunigen. Der CPU-Cache befindet sich innerhalb oder in der Nähe des CPU-Chips. Die Daten / Anweisungen, die zuletzt oder am häufigsten von der CPU verwendet wurden, werden in der CPU gespeichert. Eine Kopie von Daten / Anweisungen wird als Cache gespeichert, wenn die CPU sie zum ersten Mal verwendet und sie aus dem RAM abruft. Wenn die CPU das nächste Mal die Daten / Anweisungen benötigt, sucht sie im Cache. Wenn dort die erforderlichen Daten / Anweisungen gefunden werden, werden sie anstelle des Hauptspeichers aus dem Cache-Speicher abgerufen.

Arten / Ebenen des Cache-Speichers

Ein Computer verfügt über mehrere verschiedene Ebenen des Cache-Speichers. Alle Ebenen des Cache-Speichers sind schneller als der RAM. Der Cache, der näher an der CPU liegt, ist immer schneller als die anderen Ebenen, kostet jedoch mehr und speichert weniger Daten als andere Ebenen. Die Arten / Ebenen des Cache-Speichers werden unten erläutert.

Level 1 oder L1 Cache Speicher

Der L1-Cache-Speicher basiert auf einem Prozessorchip und ist sehr schnell, da er mit der Geschwindigkeit des Prozessors ausgeführt wird. Es wird auch als primärer oder interner Cache bezeichnet. Es hat im Vergleich zu anderen Cache-Ebenen weniger Speicher und kann bis zu 64 KB Cache-Speicher speichern. Dieser Cache besteht aus SRAM (Static RAM). Jedes Mal, wenn der Prozessor Informationen aus dem Speicher anfordert, überprüft der Cache-Controller auf dem Chip mithilfe einer speziellen Schaltung zunächst, ob sich die Speicherdaten bereits im Cache befinden. Wenn es vorhanden ist, wird das System vom zeitaufwändigen Zugriff auf den Hauptspeicher verschont.

Level 2 oder L2 Cache Speicher

Der L2-Cache-Speicher ist größer, aber langsamer als der L1-Cache. Es wird verwendet, um aktuelle Zugriffe anzuzeigen, die nicht vom L1-Cache ausgewählt wurden, und speichert normalerweise 64 KB im 2-MB-Cache-Speicher. Auf der CPU befindet sich auch ein L2-Cache. Wenn L1- und L2-Cache zusammen verwendet werden, können die fehlenden Informationen, die nicht im L1-Cache vorhanden sind, schnell aus dem L2-Cache abgerufen werden. Wie L1-Caches bestehen L2-Caches aus SRAM, sind jedoch größer. L2 ist normalerweise ein separater statischer RAM (SRAM) -Chip und befindet sich zwischen der CPU und dem DRAM (Hauptspeicher).

Level 3 oder L3 Cache Speicher

Der L3-Cache-Speicher ist eine erweiterte Form des Speichers, der auf der Hauptplatine des Computers vorhanden ist. Es ist ein zusätzlicher Cache, der in das Motherboard zwischen Prozessor und Hauptspeicher integriert ist, um die Verarbeitungsvorgänge zu beschleunigen. Es verringert die Zeitspanne zwischen dem Anfordern und Abrufen der Daten und Anweisungen viel schneller als der Hauptspeicher. Der L3-Cache wird heutzutage mit Prozessoren verwendet, die mehr als 3 MB Speicherplatz enthalten.