Der CPU-Cache ist eine der wichtigen Komponenten, die sich auf die Leistung Ihres Computers auswirken. Ein CPU-Cache ist ein kleiner Speicher in der Nähe der CPU, in dem Daten gespeichert werden, die häufig von der CPU verwendet werden. Der Zweck des CPU-Cachings besteht darin, die Zugriffszeit auf Daten zu reduzieren, die im Hauptspeicher (RAM) gespeichert sind, der langsamer und weiter von der CPU entfernt ist. Durch die Verwendung des CPU-Caches kann die CPU die Daten bei Bedarf schneller abrufen und die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen.
Arten von CPU-Cache
Es gibt drei häufig verwendete Arten von CPU-Caches: L1, L2 und L3. Jeder hat eine andere Größe, Geschwindigkeit und Funktion.
- Der L1-Cache ist der kleinste und schnellste Cache, der sich im CPU-Kern befindet. L1-Caches sind in der Regel zwischen 16 KB und 128 KB groß und haben eine Zugriffszeit von etwa 1 ns. Im L1-Cache werden Daten gespeichert, die am häufigsten von der CPU verwendet werden, z. B. Anweisungen und Register.
- Der L2-Cache ist ein größerer und langsamerer Cache als der L1-Cache, der sich normalerweise außerhalb des CPU-Kerns, aber immer noch innerhalb des CPU-Chips befindet. L2-Caches sind in der Regel zwischen 256 KB und 8 MB groß und haben eine Zugriffszeit von etwa 5 ns. Im L2-Cache werden Daten gespeichert, die von der CPU seltener, aber immer noch häufiger als im RAM gespeicherte Daten verwendet werden.
- Der L3-Cache ist der größte und späteste Cache, der sich in der Regel außerhalb des CPU-Chips, aber immer noch innerhalb des CPU-Pakets befindet. L3-Caches sind in der Regel zwischen 4 MB und 64 MB groß und haben eine Zugriffszeit von etwa 15 ns. Der L3-Cache speichert Daten, die selten von der CPU verwendet werden, aber immer noch häufiger als Daten, die auf einer Festplatte oder SSD gespeichert sind.
Im Folgenden finden Sie eine Tabelle, in der die Größe, Geschwindigkeit und Position der drei Arten von CPU-Caches verglichen werden:
| Cache-Typ | Größe | Geschwindigkeit | Ort |
| L1-Cache | 16 KB – 128 KB | 1 ns | Im Inneren des CPU-Kerns |
| L2-Cache | 256 KB – 8 MB | 5 ns | Außerhalb des CPU-Kerns, innerhalb des CPU-Chips |
| L3-Cache | 4 MB – 64 MB | 15 ns | Außerhalb des CPU-Chips, innerhalb des CPU-Pakets |
Faktoren, die sich auf die Größe und Geschwindigkeit der Cache-CPU auswirken
Mehrere Faktoren beeinflussen die Größe und Geschwindigkeit der Cache-CPU, z. B.:
- CPU-Design: Das CPU-Design bestimmt die Anzahl der Kerne, Datenpfade und Anweisungen, die die CPU verarbeiten kann. Das CPU-Design bestimmt auch die optimale CPU-Cache-Größe und -Geschwindigkeit, um die CPU-Leistung zu unterstützen. Beispielsweise benötigen CPUs mit vielen Kernen in der Regel einen größeren und schnelleren Cache als CPUs mit wenigen Kernen.
- Fertigungstechnologie : Die Fertigungstechnologie bestimmt die Größe und den Abstand zwischen den Transistoren, die zur Herstellung einer CPU verwendet werden. Fortschrittlichere Fertigungstechnologien können Transistoren kleiner und näher machen, wodurch die Dichte und Geschwindigkeit der CPU-Caches erhöht wird. Beispielsweise haben CPUs mit 7-nm-Technologie in der Regel größere und schnellere Caches als CPUs mit 14-nm-Technologie.
- Anwendungsanforderungen: Die Anwendung muss den Typ und die Menge der Daten bestimmen, die von der CPU verarbeitet werden müssen. Die Anwendungsanforderungen bestimmen auch die ideale Cache-CPU-Größe und -Geschwindigkeit, um die CPU-Leistung zu verbessern. Beispielsweise benötigen Apps, die viele mathematische Berechnungen erfordern, in der Regel einen größeren und schnelleren Cache als Apps, die nur einfache Vorgänge erfordern.