Разница между кешем L1 и L2

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

L1 против L2 кеша

Кэш-память - это специальная память, используемая ЦП (центральным процессором) компьютера с целью уменьшения среднего времени, необходимого для доступа к памяти. Кэш-память - это относительно небольшая и более быстрая память, в которой хранятся наиболее часто используемые данные основной памяти. Когда есть запрос на чтение памяти, кеш-память проверяется, чтобы увидеть, существуют ли эти данные в кэш-памяти. Если эти данные находятся в кэш-памяти, тогда нет необходимости обращаться к основной памяти (для доступа к которой требуется больше времени), что снижает среднее время доступа к памяти. Обычно для данных и инструкций есть отдельные кеши. Кэш данных обычно создается в виде иерархии уровней кеширования (иногда называемых многоуровневыми кэшами). L1 (уровень 1) и L2 (уровень 2) являются самыми верхними кэшами в этой иерархии кешей. L1 - это ближайший к основной памяти кэш, который проверяется первым. Кэш второго уровня является следующим в очереди и вторым по величине с основной памятью. L1 и L2 различаются по скорости доступа, местоположению, размеру и стоимости.

Кэш L1

Кэш L1 (также известный как первичный кеш или кеш уровня 1) является самым верхним кешем в иерархии уровней кеш-памяти ЦП. Это самый быстрый кеш в иерархии. Он имеет меньший размер и меньшую задержку (нулевое состояние ожидания), потому что обычно он встроен в микросхему. SRAM (статическая оперативная память) используется для реализации L1.

Кэш L2

Кэш L2 (также известный как вторичный кеш или кеш уровня 2) - это кеш, который находится рядом с L1 в иерархии кешей. Доступ к L2 обычно осуществляется только в том случае, если искомые данные не найдены в L1. L2 обычно используется для преодоления разрыва между производительностью процессора и памяти. L2 обычно реализуется с использованием DRAM (динамической памяти с произвольным доступом). Чаще всего L2 припаян к материнской плате очень близко к чипу (но не на самом чипе), но некоторые процессоры, такие как Pentium Pro, отклоняются от этого стандарта.

В чем разница между кешем L1 и L2?

Хотя и L1, и L2 являются кэш-памятью, у них есть свои ключевые различия. L1 и L2 - это первый и второй кэш в иерархии уровней кеш-памяти. L1 имеет меньший объем памяти, чем L2. Кроме того, к L1 можно получить доступ быстрее, чем к L2. Доступ к L2 осуществляется только в том случае, если запрошенные данные не найдены в L1. L1 обычно встроен в микросхему, а L2 припаян на материнской плате очень близко к микросхеме. Следовательно, у L1 очень небольшая задержка по сравнению с L2. Поскольку L1 реализован с использованием SRAM, а L2 реализован с использованием DRAM, L1 не требует обновления, а L2 необходимо обновлять. Если кеши строго инклюзивны, все данные в L1 можно найти и в L2. Однако, если кеши являются эксклюзивными, одни и те же данные не будут доступны как в L1, так и в L2.