Eternity
03.06.2025, 23:51
Многие, наверняка, слышали такое слово — «кэш». Большая часть людей сравнивает его с наличными деньгами, но в компьютерных системах этот термин имеет совершенно иную расшифровку. Расскажу сперва общими словами про кэш, а потом поговорим про L кэш.
Любая компьютерная система делает различные математические операции и вычисления. Например, вы загрузили веб-страницу, посмотрели в браузере нужный сайт. Закрыли браузер. На следующий день вы захотели вновь посетить этот сайт. При открытии часть данных будет считана с вашего жесткого диска, чтобы лишний раз не загружать их из интернета и не проводить расчеты, которые были уже проведены вчера.
В случае с веб-сайтом, это стили CSS, изображения и файлы с JavaScript. Ведь достаточно один раз загрузить «скелет» веб-сайта, а в следующий раз подгрузить только обновленные данные. В итоге и сайт откроется быстрее, и снизится нагрузка не только на компьютер, но и на конечный сервер и всю инфраструктуру сети.
Но перейдем к самому главному — что такое L кэш у процессора?
L кэш (или уровень кэша) в процессоре - это специальная память, которая находится прямо внутри самой микросхемы процессора. Основная задача - ускорить выполнение команд и доступ к данным.
Принцип работы L кэша: когда процессор получает команду или данные, он сначала проверяет, есть ли они уже в L кэше. Если да, то "камень" может сразу начать работу, не тратя время на обращение к оперативной памяти. Но если команды или данных нет в L кэше, процессор должен обратиться к ОЗУ, что занимает больше времени.
https://static.dzeninfra.ru/s3/zen-lib/1.003.1/dzen-layout/lz5XeGt8fsa/20o2r3l20/fad466Lbeno_/VwvIkK5LJMOYzCuVtl5pv12S4S3Nl_effygLLSo1h9ccIZKlVP RIdANoRyXkDKtdxBWN8ezT0SisdseHP3tbW3ePDFCKvnDWjI7q ELfubD_oR9BYTHbzy6ptHwy7hZdRieRmYJHRXbHFCMc1df5Z__ Xyy0MPpCNPS_J28kt7qwqC7pwwX7vV4qn5_lSkDc1fDFJw7Mrn dtvOGTrI-odkJA7iQ_PD8D1jBf_DAsIMKN0VkXjDnsUyn8ujxuMK6kgfQ7_ M8Y_5BOEYbXwmlG2Z3r_QAz2qB8WIL2o66Mt01_TPQXJRsNHvw eV-gNIT_OktFsDb46-WQp3qEOWSS3kafvAsvNO9GYXjWa88ZGWvC5-vAuMcm-R1mt1pGIj4tccGn_EAYrNAL_N0zVJiYA04TYTgGPHdBgBs6AO2 gHppyq0R7g1CPIhlURp9z4SnDSvN_cJAHLn1lhucWBsIeQW1hn yjg-MQw3zS9s7yYxDtKs7koPuArFZTDXiAR4H4C8kco6-fMH-qltKIbI9HxZyobN4Q8Zx5pOYarWtouttEVfVMc5ExUZLdQIetM jETvfr9NWFJIR4E0ix5ATVAKxkoLJCMviPsGicSyK0sR-XfSXysA-KcmSXnSc-6e0q4tQYFbsIgQxLD34E0j6Ay0o1LfxeQyIKdluHNyDOFwhoYK 41RvA4xvHh1UQtsLOVUvUrfDZIzToomJAsPapi6-TaElm0AAQEBIm8AxlzCUPINSu6nwHuC3wXB7YpyJVCqWboesN6 tE5y5l_GpXW31FV95DLxQICzpNoarzQjbCVqlBCTNAQPS0NF-YMS8kSLwLcmvN8B7I10mEX9pYjaACPkpbgHOXAI-SBUT6Kw-FvTcCeydYkKde4fkqy97WDq6t4amDEOSAtHBDyOHnHNDca9ILM fyG5Gc9fKdGyDVoTlZq2wC3B1zHHmFERjuj4eVjEr_vuCRPamH 1dtvmMq5eba3pvxCMNPyc52yNd9AIvKuui2H0piCrfYwfzsAdW B4mEh-Adw_Ao3YVPMo7C3VNRxof_9Q4X_q5mXZT6jYC7tkhBYNUwHjUR G90wSN87HwjDlu98Jp8u21gbyYkGfTeSuqrgDdfMON62bzSc5M 5xVNen7fwFC_eRa0KP0K2ospdJUkL-ES8DHB_AC1X-JxE84rfXZCa8FutAGNK5InQ1lKWW8x7w3A_BiUAxl-jTd07LhffeKyrIsGldl_2Hs6qTdEJi1DcMCRgT-BBK-A80Bsy6yHEWvwXGfTzuuSdYDYqBmMMl0MkJ1b9_H6bF3Ude0aX L7gAm_7BZepH2hou2nUt2W8s1MCkYOvU-evgwFyXOsu9GH40RwX056YIYUD-0hJzEDvnSJNyQVgy6yPJeV8eg__sZBtmPb3ma_6uOtY1peFfeN BoQNSbTCE7MKg84_IjpVC-MKdhNC-SjLE4RrICB5RPm_wzDikI0qtDielHsn_vUCTbWtkxOi-avgY6SSFh_zyYOFwcA8DdV-igROtOB0mQKrxLncQXXviJBL4y4tsoH8OcZ-JpdGZDB-FZlx7LQ1B8T06ZMXp_WrYiZlkpHROEaLgo7PdoUbckEKzf1ofp oCr470EgG570AQgOWm4LICfvPL9yccx6_8tFPbva59cI6KM2Rd 0qM0oSTvKh-Q03NBwEKJAPCHkHtNy8Y467uVzyaLeV8AfuwJVcprJibyBnr_h z6u2kinPTEeUnqjNnvJgT4knR-i_2op7KjV3Bd9hocOzI12DtezikBLdGz2EYeri36WxDPnSBZPK KUpckMx-kI3p93C5L58Ftpwbvo9BIn0YVXZbTsn7GZjXRHd8U9AQkHJuYb eNgEADnokNxsAokP5kAl1LU1Yw2ugqrqLfnsL_CmaT6W1tVQVv Om8M4_MtG8eWGs3aCWlZtbQkr3MwAeMx_aNVrQOBU-16XvdCiEOPJpEti3AUwklpyc1SzR_i_RuV4Qh_0
Основная задача L кэша – хранить недавно использовавшиеся данные и инструкции, чтобы процессор мог быстро получить к ним доступ при повторном использовании. Внутренняя структура кэша обычно состоит из наборов данных и инструкций. Каждая строка сохраняет фрагмент информации, полученной из оперативной памяти.
Объяснить весь процесс достаточно сложно, ведь компьютер не может поместить все данные в L кэш, а хранит там только то, что будет нужно в той или иной ситуации. Для справки: данные, которые хранятся в таком типе кэша могут быть очень небольшого объема, всего несколько килобайт.
Сравнение L кэша можно сделать с походом в обычный магазин. Представим, что L кэш - это полки с товарами, которые вы часто покупаете. Когда вы идете в магазин, видите знакомый товар на полке, можете взять его и положить себе в корзину. Это очень быстро! Но если нужного товара на полке нет, то необходимо обратиться к продавцу, что уже займет больше времени, чем просто взять самостоятельно то, что необходимо.
L кэш разделен на несколько уровней в зависимости от их близости к процессору.
Обычно процессор имеет три уровня L кэша: L1, L2 и L3:
L1-кэш является самым быстрым и ближайшим к процессору, он обычно разделен на две части: L1d (данные) и L1i (инструкции);
А вот L2 кэш находится за L1 кэшем и имеет больший объем памяти, но при этом более медленный доступ;
Наконец, L3 кэш является самым большим по объему, но и самым медленным. Он используется для хранения данных, которые редко будут нужны, но все же могут понадобиться процессору.
По факту, центральный процессор может хранить что-то большое в L3 и по мере надобности, ради высокой скорости, сохранять какую-то часть данных в L1.
Любая компьютерная система делает различные математические операции и вычисления. Например, вы загрузили веб-страницу, посмотрели в браузере нужный сайт. Закрыли браузер. На следующий день вы захотели вновь посетить этот сайт. При открытии часть данных будет считана с вашего жесткого диска, чтобы лишний раз не загружать их из интернета и не проводить расчеты, которые были уже проведены вчера.
В случае с веб-сайтом, это стили CSS, изображения и файлы с JavaScript. Ведь достаточно один раз загрузить «скелет» веб-сайта, а в следующий раз подгрузить только обновленные данные. В итоге и сайт откроется быстрее, и снизится нагрузка не только на компьютер, но и на конечный сервер и всю инфраструктуру сети.
Но перейдем к самому главному — что такое L кэш у процессора?
L кэш (или уровень кэша) в процессоре - это специальная память, которая находится прямо внутри самой микросхемы процессора. Основная задача - ускорить выполнение команд и доступ к данным.
Принцип работы L кэша: когда процессор получает команду или данные, он сначала проверяет, есть ли они уже в L кэше. Если да, то "камень" может сразу начать работу, не тратя время на обращение к оперативной памяти. Но если команды или данных нет в L кэше, процессор должен обратиться к ОЗУ, что занимает больше времени.
https://static.dzeninfra.ru/s3/zen-lib/1.003.1/dzen-layout/lz5XeGt8fsa/20o2r3l20/fad466Lbeno_/VwvIkK5LJMOYzCuVtl5pv12S4S3Nl_effygLLSo1h9ccIZKlVP RIdANoRyXkDKtdxBWN8ezT0SisdseHP3tbW3ePDFCKvnDWjI7q ELfubD_oR9BYTHbzy6ptHwy7hZdRieRmYJHRXbHFCMc1df5Z__ Xyy0MPpCNPS_J28kt7qwqC7pwwX7vV4qn5_lSkDc1fDFJw7Mrn dtvOGTrI-odkJA7iQ_PD8D1jBf_DAsIMKN0VkXjDnsUyn8ujxuMK6kgfQ7_ M8Y_5BOEYbXwmlG2Z3r_QAz2qB8WIL2o66Mt01_TPQXJRsNHvw eV-gNIT_OktFsDb46-WQp3qEOWSS3kafvAsvNO9GYXjWa88ZGWvC5-vAuMcm-R1mt1pGIj4tccGn_EAYrNAL_N0zVJiYA04TYTgGPHdBgBs6AO2 gHppyq0R7g1CPIhlURp9z4SnDSvN_cJAHLn1lhucWBsIeQW1hn yjg-MQw3zS9s7yYxDtKs7koPuArFZTDXiAR4H4C8kco6-fMH-qltKIbI9HxZyobN4Q8Zx5pOYarWtouttEVfVMc5ExUZLdQIetM jETvfr9NWFJIR4E0ix5ATVAKxkoLJCMviPsGicSyK0sR-XfSXysA-KcmSXnSc-6e0q4tQYFbsIgQxLD34E0j6Ay0o1LfxeQyIKdluHNyDOFwhoYK 41RvA4xvHh1UQtsLOVUvUrfDZIzToomJAsPapi6-TaElm0AAQEBIm8AxlzCUPINSu6nwHuC3wXB7YpyJVCqWboesN6 tE5y5l_GpXW31FV95DLxQICzpNoarzQjbCVqlBCTNAQPS0NF-YMS8kSLwLcmvN8B7I10mEX9pYjaACPkpbgHOXAI-SBUT6Kw-FvTcCeydYkKde4fkqy97WDq6t4amDEOSAtHBDyOHnHNDca9ILM fyG5Gc9fKdGyDVoTlZq2wC3B1zHHmFERjuj4eVjEr_vuCRPamH 1dtvmMq5eba3pvxCMNPyc52yNd9AIvKuui2H0piCrfYwfzsAdW B4mEh-Adw_Ao3YVPMo7C3VNRxof_9Q4X_q5mXZT6jYC7tkhBYNUwHjUR G90wSN87HwjDlu98Jp8u21gbyYkGfTeSuqrgDdfMON62bzSc5M 5xVNen7fwFC_eRa0KP0K2ospdJUkL-ES8DHB_AC1X-JxE84rfXZCa8FutAGNK5InQ1lKWW8x7w3A_BiUAxl-jTd07LhffeKyrIsGldl_2Hs6qTdEJi1DcMCRgT-BBK-A80Bsy6yHEWvwXGfTzuuSdYDYqBmMMl0MkJ1b9_H6bF3Ude0aX L7gAm_7BZepH2hou2nUt2W8s1MCkYOvU-evgwFyXOsu9GH40RwX056YIYUD-0hJzEDvnSJNyQVgy6yPJeV8eg__sZBtmPb3ma_6uOtY1peFfeN BoQNSbTCE7MKg84_IjpVC-MKdhNC-SjLE4RrICB5RPm_wzDikI0qtDielHsn_vUCTbWtkxOi-avgY6SSFh_zyYOFwcA8DdV-igROtOB0mQKrxLncQXXviJBL4y4tsoH8OcZ-JpdGZDB-FZlx7LQ1B8T06ZMXp_WrYiZlkpHROEaLgo7PdoUbckEKzf1ofp oCr470EgG570AQgOWm4LICfvPL9yccx6_8tFPbva59cI6KM2Rd 0qM0oSTvKh-Q03NBwEKJAPCHkHtNy8Y467uVzyaLeV8AfuwJVcprJibyBnr_h z6u2kinPTEeUnqjNnvJgT4knR-i_2op7KjV3Bd9hocOzI12DtezikBLdGz2EYeri36WxDPnSBZPK KUpckMx-kI3p93C5L58Ftpwbvo9BIn0YVXZbTsn7GZjXRHd8U9AQkHJuYb eNgEADnokNxsAokP5kAl1LU1Yw2ugqrqLfnsL_CmaT6W1tVQVv Om8M4_MtG8eWGs3aCWlZtbQkr3MwAeMx_aNVrQOBU-16XvdCiEOPJpEti3AUwklpyc1SzR_i_RuV4Qh_0
Основная задача L кэша – хранить недавно использовавшиеся данные и инструкции, чтобы процессор мог быстро получить к ним доступ при повторном использовании. Внутренняя структура кэша обычно состоит из наборов данных и инструкций. Каждая строка сохраняет фрагмент информации, полученной из оперативной памяти.
Объяснить весь процесс достаточно сложно, ведь компьютер не может поместить все данные в L кэш, а хранит там только то, что будет нужно в той или иной ситуации. Для справки: данные, которые хранятся в таком типе кэша могут быть очень небольшого объема, всего несколько килобайт.
Сравнение L кэша можно сделать с походом в обычный магазин. Представим, что L кэш - это полки с товарами, которые вы часто покупаете. Когда вы идете в магазин, видите знакомый товар на полке, можете взять его и положить себе в корзину. Это очень быстро! Но если нужного товара на полке нет, то необходимо обратиться к продавцу, что уже займет больше времени, чем просто взять самостоятельно то, что необходимо.
L кэш разделен на несколько уровней в зависимости от их близости к процессору.
Обычно процессор имеет три уровня L кэша: L1, L2 и L3:
L1-кэш является самым быстрым и ближайшим к процессору, он обычно разделен на две части: L1d (данные) и L1i (инструкции);
А вот L2 кэш находится за L1 кэшем и имеет больший объем памяти, но при этом более медленный доступ;
Наконец, L3 кэш является самым большим по объему, но и самым медленным. Он используется для хранения данных, которые редко будут нужны, но все же могут понадобиться процессору.
По факту, центральный процессор может хранить что-то большое в L3 и по мере надобности, ради высокой скорости, сохранять какую-то часть данных в L1.