Was ist L2-Cache?

Level-2- oder L2-Cache ist Teil einer mehrstufigen Speicherstrategie zur Verbesserung der Computerleistung. Das vorliegende Modell verwendet bis zu drei Cache-Ebenen, die als L1, L2 und L3 bezeichnet werden, die jeweils die Lücke zwischen der sehr schnellen Computerprozessoreinheit (CPU) und dem viel langsameren Arbeitsspeicher (RAM) überbrücken. Während sich das Design weiterentwickelt, ist der L1-Cache meistens in die CPU integriert, während der L2-Cache normalerweise in das Motherboard integriert wurde (zusammen mit dem L3-Cache, falls vorhanden). Einige CPUs enthalten jedoch jetzt sowohl L2-Cache als auch L1-Cache und einige sogar L3-Cache.

Die Aufgabe des CPU-Cache besteht darin, Datenanforderungen zu antizipieren, so dass, wenn der Benutzer beispielsweise auf ein häufig verwendetes Programm klickt, die zum Ausführen dieses Programms erforderlichen Anweisungen im Cache gespeichert sind. In diesem Fall kann die CPU die Anfrage ohne Verzögerung verarbeiten, wodurch die Computerleistung drastisch verbessert wird. Die CPU überprüft zuerst den L1-Cache, gefolgt von L2- und L3-Cache. Wenn die benötigten Datenbits gefunden werden, ist dies ein Cache-Treffer, aber wenn der Cache die Anforderung nicht erwartet, erhält die CPU einen Cache-Miss und die Daten müssen aus dem langsameren RAM oder der noch langsameren Festplatte gezogen werden .

Da es die Aufgabe des CPU-Cache ist, Datenbits zu speichern, fragen Sie sich vielleicht, warum es mehr als eine Cache-Ebene gibt. Warum überhaupt L2-Cache haben, geschweige denn L3, wenn Sie den L1-Cache einfach vergrößern können?

Die Antwort lautet: Je größer der Cache, desto länger die Latenz. Kleine Caches sind schneller als große Caches. Um die Gesamtleistung zu optimieren, wird das beste Ergebnis erzielt, wenn der kleinste und schnellste Cache direkt an der CPU selbst liegt, gefolgt von einem etwas größeren Pool an L2-Cache und einem noch größeren Pool an L3-Cache. Die Idee ist, die am häufigsten verwendeten Befehle in L1 zu halten, wobei der L2-Cache die am nächsten wahrscheinlichsten benötigten Datenbits hält und L3 folgt. Wenn die CPU eine Anforderung verarbeiten muss, die nicht im L1-Cache vorhanden ist, kann sie schnell den L2-Cache und dann L3 überprüfen.

Cache-Design ist eine Schlüsselstrategie im hart umkämpften Mikroprozessormarkt, da es direkt für eine verbesserte CPU- und Systemleistung verantwortlich ist. Der Multi-Level-Cache besteht aus teureren statischen RAM-(SRAM)-Chips im Vergleich zu billigeren dynamischen RAM-(DRAM)-Chips. DRAM und synchrone DRAM (SDRAM)-Chips sind das, was wir normalerweise einfach als RAM bezeichnen. SRAM- und SDRAM-Chips sollten nicht verwechselt werden.
Wenn Sie sich neue Computer ansehen, überprüfen Sie die Mengen des L1-, L2- und L3-Cache. Bei ansonsten gleichen Bedingungen wird ein System mit mehr CPU-Cache eine bessere Leistung erbringen, und synchroner Cache ist schneller als asynchroner.