Tipos de memoria caché en una CPU

La CPU utiliza una caché para acceder a los datos de la memoria principal en poco tiempo. Es una memoria de almacenamiento temporal pequeña y muy rápida. Está diseñado para acelerar la transferencia de datos o instrucciones. La caché de la CPU se encuentra dentro o cerca del chip de la CPU. Los datos / instrucciones que la CPU utiliza más recientemente o con más frecuencia se almacenan en la CPU. Una copia de los datos / instrucciones se almacena como caché cuando la CPU los usa por primera vez que se recuperan de la RAM. La próxima vez que la CPU necesite los datos / instrucciones, buscará en la caché. Si los datos / instrucciones requeridos se encuentran allí, entonces se recuperan de la memoria caché en lugar de la memoria principal.

Tipos / niveles de memoria caché

Una computadora tiene varios niveles diferentes de memoria caché. Todos los niveles de memoria caché son más rápidos que la RAM. La caché que está más cerca de la CPU es siempre más rápida que los otros niveles, pero cuesta más y almacena menos datos que otros niveles. Los tipos / niveles de memoria caché se explican a continuación.

Memoria caché de nivel 1 o L1

La memoria caché L1 se basa en el chip del procesador y es muy rápida porque funciona con la velocidad del procesador. También se denomina caché primaria o interna. Tiene menos memoria en comparación con otros niveles de caché y puede almacenar hasta 64 kb de memoria caché. Esta caché está hecha de SRAM (RAM estática). Cada vez que el procesador solicita información de la memoria, el controlador de caché en el chip usa circuitos especiales para verificar primero si los datos de la memoria ya están en el caché. Si está presente, el sistema no tendrá que acceder a la memoria principal, que requiere mucho tiempo.

Memoria caché de nivel 2 o L2

La memoria caché L2 es más grande pero más lenta que la caché L1. Se utiliza para ver los accesos recientes que no son seleccionados por la caché L1 y generalmente almacena 64 kb en la memoria caché de 2 MB. También se encuentra una caché L2 en la CPU. Si la caché L1 y L2 se utilizan juntas, la información faltante que no está presente en la caché L1 se puede recuperar rápidamente de la caché L2. Al igual que los cachés L1, los cachés L2 están compuestos de SRAM pero son más grandes. L2 suele ser un chip de RAM estática (SRAM) independiente y se encuentra entre la CPU y la DRAM (memoria principal).

Memoria caché de nivel 3 o L3

La memoria caché L3 es una forma mejorada de memoria presente en la placa base de la computadora. Es un caché adicional integrado en la placa base entre el procesador y la memoria principal para acelerar las operaciones de procesamiento. Reduce la brecha de tiempo entre la solicitud y la recuperación de los datos y las instrucciones mucho más rápidamente que la memoria principal. La caché L3 se está utilizando con procesadores hoy en día, con más de 3 MB de almacenamiento.