中央处理器的缓存是如何工作的？

  八十年代，计算机处理器的速度越来越快，而内存访问时间却停滞不前，阻碍了性能提升。为了加快内存访问速度并使整个系统更有效地工作，必须采取措施。

   处理器和内存之间的速度差异导致了处理器缓存的发展，缓存是一种快速类型的内存。它包含一个小的内存区域，其中包含计算机在执行特定任务时最有可能需要的信息。

  系统使用复杂的算法将此信息加载到缓存中。缓存系统的主要目的是确保处理器能够立即并以正确的顺序即时访问其所需的数据。

  要了解它们的工作原理，首先需要知道个人电脑使用三种不同类型的内存：首先是硬盘（HDD）或固态硬盘（SSD）形式的主存储器（主要记忆体）。它具有最大的容量。其次是主记忆体（RAM），它更快，但也要小于主记忆体。

  最后，还有处理器内部的内存：缓存。它是速度最快的内存类型。一旦程序开始，它就执行一系列可以在软件代码中找到的命令。程序首先将这些命令加载到RAM中，然后从那里将其传输到CPU。为了尽可能完美地执行这些指令，处理器需要非常快速的内存。这就是缓存发挥作用的地方。

  缓存是一个临时数据存储位置，直接内置于处理器中。它用于通过随时准备以高速检索被请求的位数据来提高处理器的处理效率。

  缓存由不同级别组成，称为L1、L2、L3，有时还有L4，它们在位置、速度和大小方面有所不同。缓存内存非常快速，并且尽可能地放置在处理器内核附近。现代快速的CPU不会因来自相对较慢的系统内存（RAM）的请求而被拖累。相反，它们可以从缓存中检索数据。

  L1缓存也称为一级缓存，是最小和最快的内存级别。它通常每个内核有64 KB，因此例如四核CPU总共有256 KB。

  L2缓存是嵌入在每个单独的CPU内核中的二级内存缓存。它几乎总是比L1缓存具有更多的内存，但运行速度较慢，尽管仍然比主系统内存快得多。一些高端处理器可以总共拥有32 MB的L2缓存，但平均为6至12 MB。

  现在来看三级缓存：与嵌入在每个CPU内核中的L1和L2缓存不同，L3缓存作为可以由整个处理器访问的共享内存池。它的运行速度远低于L1和L2缓存级别：通常只有RAM的两倍快。同时，它是所有三个内存级别中最大的。如果CPU无法在缓存中找到所需的数据，则必须从较慢的系统内存中请求数据，如未找到，则被称为缓存未命中。

  缓存是否可以手动清除？有一些缓存可以清除或刷新，例如系统缓存或浏览器缓存。但是处理器缓存不能主动删除。原因是它是一个易失性存储器。这意味着它不会长期保留内容。只要关闭计算机，处理器的缓存内存中的内容就会丢失。与大多数类型的内存一样，CPU提供的缓存越多，效果就越好。不能升级缓存内存，因此选择具有足够可用缓存的处理器非常重要。

  但这取决于用户对计算机的使用方式，也无需过分关注处理器的缓存。处理器频率、核心数以及线程和其他技术指标对处理器性能的影响更大。

一个标准的L1缓存每个内核为64 KB。您可以通过将总量除以CPU中的内核数来计算这一点。每颗内核拥有256 KB L2缓存是完全可以接受的，但是游戏玩家可能会受益于每颗内核512 KB的L2缓存。对于大多数目的而言，介于32MB和96MB之间的L3缓存是完全可以的。