Какой кэш процессора важнее L1, L2, L3?

Хороший вопрос! Если коротко: разные уровни кэша (L1, L2, L3) нужны из-за компромиссов между скоростью, размером и стоимостью.

Почему не сделать только самый быстрый кэш?

1. Цена и физические ограничения – самый быстрый кэш (L1) требует дорогой и быстрой памяти (SRAM), но он занимает много места на кристалле. Сделать его большим просто нереально.


2. Компромисс между скоростью и объемом – L1 очень быстрый, но маленький (обычно 32-64 КБ на ядро), L2 чуть больше (256-512 КБ), но медленнее, а L3 вообще огромный (мегабайты), но и самый медленный среди них.



Как это работает?

L1 (самый быстрый, но маленький) – хранит данные, к которым процессор обращается чаще всего, прямо рядом с ядром.

L2 (чуть больше, но медленнее) – если данных нет в L1, идет проверка в L2.

L3 (медленный, но большой) – общий для всех ядер, помогает снизить задержки доступа к ОЗУ.


Если бы использовали только быстрый кэш, он был бы слишком маленьким, а если бы только большой – слишком медленным. Баланс этих уровней позволяет процессору работать эффективно.