CPU的一二三級緩存有什么用處？首先，讓我們看看為什么CPU有L1、L2和L3緩存設(shè)計(jì)。如下圖所示，當(dāng)前處理器速度太快，從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)太慢（一是內(nèi)存本身速度不夠快，二是距離CPU太遠(yuǎn)）。一般來說，它需要讓CPU等待幾十個(gè)甚至幾百個(gè)時(shí)鐘周期），你需要更少的延遲和更快的內(nèi)存來幫助，這就是緩存。

現(xiàn)在讓我們看看多級緩存（L1、L2、L3）的好處，而不僅僅是單個(gè)緩存。

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1.緩存越靠近ALU和其他核心單元，訪問速度就越快。因此，核心附近會(huì)有一級緩存。雖然它很小，但它真的很快。緩存容量越大，緩存命中率越高，命中率越高，所以當(dāng)L1不能命中時(shí)，它需要一個(gè)更大但不慢的緩存來提供數(shù)據(jù)，即L2；

3。更大的緩存意味著更高的命中率，這也意味著更高的成本、更低的速度、更多的晶體管和更大的面積，因此它不能接近所有的核心單元，即L3；

這是基于性能、成本和設(shè)計(jì)的CPU平衡，一級緩存可以大化單個(gè)內(nèi)核的位置和速度（甚至是單獨(dú)的指令和數(shù)據(jù)）。二級緩存將更大，命中率更高，速度更慢。它通常位于每個(gè)核心，而L3緩存通常在系統(tǒng)的所有核心之間共享，以提供合理的速度和容量。例如，IntelCorei7-8700k的L1大小為64K，也分為32K數(shù)據(jù)和32K指令。L2大小為256K，L3大小為12MB。

現(xiàn)代CPU緩存體系結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，包括硬件預(yù)取和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，以提供最佳緩存命中率。一些cpu甚至添加了L4緩存。

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