Qu’est-ce que le cache CPU et pourquoi est-il important pour les performances de votre ordinateur ?

Le cache du processeur est l’un des composants importants qui affectent les performances de votre ordinateur. Un cache CPU est une petite mémoire située à proximité du processeur, qui stocke les données fréquemment utilisées par le processeur. Le but de la mise en cache du processeur est de réduire le temps d’accès aux données stockées dans la mémoire principale (RAM), qui est plus lente et plus éloignée du processeur. En utilisant le cache du processeur, le processeur peut récupérer les données dont il a besoin plus rapidement, ce qui augmente la vitesse de traitement.

Types de cache CPU

Il existe trois types de caches CPU couramment utilisés : L1, L2 et L3. Chacun a une taille, une vitesse et une fonction différentes.

• Le cache L1 est le cache le plus petit et le plus rapide, situé à l’intérieur du cœur du processeur. Les caches L1 ont généralement une taille comprise entre 16 Ko et 128 Ko et ont un temps d’accès d’environ 1 ns. Le cache L1 stocke les données les plus fréquemment utilisées par le processeur, telles que les instructions et les registres.
• Le cache L2 est  un cache plus grand et plus lent que le cache L1, qui est généralement situé à l’extérieur du cœur du processeur, mais toujours à l’intérieur de la puce du processeur. Les caches L2 ont généralement une taille comprise entre 256 Ko et 8 Mo et ont un temps d’accès d’environ 5 ns. Le cache L2 stocke les données qui sont utilisées moins fréquemment par le processeur, mais toujours plus fréquemment que les données stockées dans la RAM.
• Le cache L3 est le cache le plus  grand et le plus tardif, qui est généralement situé à l’extérieur de la puce du processeur, mais toujours à l’intérieur du package du processeur. Les caches L3 ont généralement une taille comprise entre 4 Mo et 64 Mo et ont un temps d’accès d’environ 15 ns. Le cache L3 stocke des données qui sont rarement utilisées par le processeur, mais toujours plus souvent que les données stockées sur un disque dur ou un SSD.

Voici un tableau comparant la taille, la vitesse et l’emplacement des trois types de caches CPU :

Facteurs affectant la taille et la vitesse du processeur de cache

Plusieurs facteurs affectent la taille et la vitesse du processeur de cache, tels que :

• Conception du processeur : la conception du processeur détermine le nombre de cœurs, de chemins de données et d’instructions que le processeur peut traiter. La conception du processeur détermine également la taille et la vitesse optimales du cache du processeur pour prendre en charge les performances du processeur. Par exemple, les processeurs avec de nombreux cœurs nécessitent généralement un cache plus grand et plus rapide que les processeurs avec peu de cœurs.
• technologie de fabrication  : La technologie de fabrication détermine la taille et la distance entre les transistors utilisés pour fabriquer un processeur. Des technologies de fabrication plus avancées peuvent rendre les transistors plus petits et plus proches, augmentant ainsi la densité et la vitesse des caches du processeur. Par exemple, les processeurs fabriqués avec la technologie 7 nm ont généralement des caches plus grands et plus rapides que les processeurs fabriqués avec la technologie 14 nm.
•  Besoins de l’application : l’application doit déterminer le type et la quantité de données qui doivent être traitées par le processeur. Les besoins des applications déterminent également la taille et la vitesse idéales du processeur de cache pour améliorer les performances du processeur. Par exemple, les applications qui nécessitent beaucoup de calculs mathématiques nécessitent généralement un cache plus grand et plus rapide que les applications qui ne nécessitent que des opérations simples.