ما هو L3 Cache؟

ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 3 أو L3 هي ذاكرة متخصصة تعمل جنبًا إلى جنب مع ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 لتحسين أداء الكمبيوتر. ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 و L3 هي مخابئ لوحدة معالجة الكمبيوتر (CPU) ، وهي تختلف عن الأنواع الأخرى من ذاكرات التخزين المؤقت في النظام مثل ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الثابت. تلبي ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية احتياجات المعالج الدقيق من خلال توقع طلبات البيانات بحيث يتم توفير تعليمات المعالجة دون تأخير. تعد ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، وهي مصممة لمنع الاختناقات في الأداء.

عندما يتم تقديم طلب من النظام ، تتطلب وحدة المعالجة المركزية تعليمات لتنفيذ هذا الطلب. تعمل وحدة المعالجة المركزية (CPU) بشكل أسرع عدة مرات من ذاكرة الوصول العشوائي للنظام ، لذلك لتقليل التأخير ، تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت L1 على أجزاء من البيانات جاهزة تتوقع أنها ستكون مطلوبة. ذاكرة التخزين المؤقت L1 صغيرة جدًا ، مما يجعلها سريعة جدًا. إذا لم تكن الإرشادات موجودة في ذاكرة التخزين المؤقت L1 ، فإن وحدة المعالجة المركزية تتحقق من المستوى 2 ، وهو مجموعة أكبر قليلاً من ذاكرة التخزين المؤقت ، مع وقت استجابة أطول قليلاً. مع كل خطأ في ذاكرة التخزين المؤقت ، فإنه يتطلع إلى المستوى التالي من ذاكرة التخزين المؤقت. يمكن أن تكون ذاكرة التخزين المؤقت L3 أكبر بكثير من L1 و L2 ، وعلى الرغم من أنها أبطأ أيضًا ، إلا أنها لا تزال أسرع بكثير من الجلب من ذاكرة الوصول العشوائي.

بافتراض وجود الإرشادات المطلوبة في ذاكرة التخزين المؤقت L3 (نتيجة ذاكرة التخزين المؤقت) ، قد يتم طرد أجزاء من البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت L1 للاحتفاظ بالإرشادات الجديدة في حالة الحاجة إليها مرة أخرى. يمكن لذاكرة التخزين المؤقت L3 بعد ذلك إزالة هذا السطر من التعليمات لأنه موجود الآن في ذاكرة تخزين مؤقت أخرى (يشار إليها باسم ذاكرة التخزين المؤقت الحصرية) ، أو قد يتم تعليقها على نسخة (يشار إليها باسم ذاكرة التخزين المؤقت الشاملة) ، اعتمادًا على تصميم وحدة المعالجة المركزية.

على سبيل المثال ، في نوفمبر 2008 ، أصدرت AMD® شريحة شنغهاي رباعية النوى. كل نواة لها مخابئ L1 و L2 الخاصة بها ، لكن النوى تشترك في ذاكرة تخزين مؤقت L3 مشتركة. يحتفظ L3 بنسخ من العناصر المطلوبة في حالة قيام نواة مختلفة بتقديم طلب لاحق.

تستمر بنية ذاكرة التخزين المؤقت متعددة المستويات في التطور. كانت ذاكرة التخزين المؤقت L1 خارجية بالنسبة لوحدة المعالجة المركزية ، مدمجة في اللوحة الأم ، ولكن الآن يتم دمج كل من ذاكرة التخزين المؤقت L1 و L2 بشكل شائع في قالب وحدة المعالجة المركزية. عادةً ما يتم تضمين ذاكرة التخزين المؤقت L3 في اللوحة الأم ، ولكن بعض طرز وحدة المعالجة المركزية تتضمن بالفعل ذاكرة التخزين المؤقت L3. ميزة وجود ذاكرة تخزين مؤقت على اللوحة هي أنه أسرع وأكثر كفاءة وأقل تكلفة من وضع ذاكرة تخزين مؤقت منفصلة على اللوحة الأم.
يعد جلب الإرشادات من ذاكرة التخزين المؤقت أسرع من استدعاء ذاكرة الوصول العشوائي للنظام ، كما أن تصميم ذاكرة التخزين المؤقت الجيد يحسن أداء النظام بشكل كبير. سيكون تصميم وإستراتيجية ذاكرة التخزين المؤقت مختلفين على العديد من اللوحات الأم ووحدات المعالجة المركزية ، ولكن مع تساوي كل شيء ، يكون المزيد من ذاكرة التخزين المؤقت أفضل.