CPU價格差別為什麼這麼大？三層快取是關鍵

3、L3 Cache(三級快取)CPU的第三層快取記憶體容量更大，執行速度則更慢， ... 有80%的命中率，所以，L1快取記憶體的容量大小對CPU的效能影響不明顯。

一、CPU快取是什麼？首先，快取是CPU與記憶體之間的臨時儲存器，它使用的是靜態隨機存取儲存器（SRAM），只需帶電即可永久儲存資料，速度快。

但一個SRAM單元需要四到六個電晶體，即使256KB的快取都需要超過1200萬個電晶體，所以，它的整合度較低，功耗大。

SRAM原理圖而記憶體條使用的是動態隨機存取儲存器（DRAM），它的資料需要週期性更新。

但一個DRAM儲存單元僅需一個電晶體和一個小電容，所以它整合度就很高，功耗也小，速度也慢。

DRAM原理圖於是，為了克服CPU和記憶體之間巨大的速度差異，人們引入了快取。

DRAM這樣，一旦CPU呼叫大量資料時，就可避開記憶體直接從快取中呼叫，從而加快讀取速度，而在CPU中加入快取是一種非常高效的解決方案。

二、CPU的資料命中率與三層快取關係CPU在快取中能夠找到有用的資料被稱為命中，而當快取中沒有CPU所需的資料時，CPU才訪問記憶體。

從理論上講，CPU讀取一級快取的命中率為80%。

也就是說，CPU一級快取中能找到的有用資料佔資料總量的80%，剩下的20%還要從記憶體讀取。

於是，人們在處理器中又放入了二級快取，但是讀取二級快取的命中率也在80%左右，也就是說，二級快取可以增加有用資料佔總資料的16%。

餘下的總資料的4%還是要從記憶體讀取。

所以，CPU中又放入了三級快取，進一步提高了CPU的效率。

舉個抽象的例子，假設你的資料為：123456789。

那麼CPU訪問L1Cache時讀取的是“1232456”，L2Cache讀取的是“78”，L3Cache讀取的是“9”，這樣就避免了CPU直接和記憶體產生直接資料聯絡，這種快取方式就叫實資料讀寫快取，AMD一直按著這條路線在走。

三、三層快取具體作用老CPU的L2Cache在外面一、L1Cache(一級快取)CPU第一層快取記憶體，它都是分資料快取和指令快取兩塊。

從上面大家也瞭解了，CPU在L1Cache中有80%的命中率，所以，L1快取記憶體的容量大小對CPU的效能影響不明顯。

所以，為了控制成本和體積，它的容量不用很大，很容易整合在CPU裡面。

2、L2Cache(二級快取)CPU的第二層快取記憶體，分內部和外部兩種介面。

內部介面的二級快取執行速度與主頻相同，而外部介面二級快取執行速度則只有主頻的一半。

L2快取L2快取記憶體容量大小對CPU的效能影響非常大，在CPU核心不變化的情況下，增加二級快取容量能使效能大幅度提高。

但是，由於二級快取容量是由CPU製造工藝決定的，容量增大又讓CPU內部電晶體數增加，而要在有限的CPU面積上整合更大的快取，對製造工藝的要求也就越高。

所以，同一核心的CPU高低端之分，往往也是在二級快取上有差異。

3、L3Cache(三級快取)CPU的第三層快取記憶體容量更大，執行速度則更慢，它和記憶體鏈路直接連線，可以進一步降低記憶體延遲，同時提升大資料量計算時處理器的效能。

i7-5930K共享L3Cache所有的CPU核心，都共享同一個L3Cache。

四、Intel和AMD的快取差異在處理器中的這三層快取方面，Intel和AMD走的是不一樣的路線。

Intel為了降低處理器的生產難度，減少對一級資料快取容量的要求，所以採用了資料程式碼指令追蹤快取的方法。

簡單地說，就是Intel處理器的L1Cache不儲存資料，只儲存這些資料在二級快取中的指令程式碼。

弊端是，資料讀取效率低，且對二級快取容量的依賴性非常大。

並且在Intel的多核處理器中，它採用了多核共享二級快取的“Smartcache”共享快取技術。

而AMD走的是傳統的實資料讀寫快取，弊端就一個字，“貴”！所以，這兩家處理器的三層快取容量之間，是沒有對比性的。

四、快取差異帶來的價格差3990X系列工作級處理器拿AMD執行緒撕裂者3990X系列工作站級處理器舉例，高達41499元一片的AMDThreadripper(執行緒撕裂者)PRO工作站級的3995WX處理器，對比只需8999元的3945WX處理器。

3995WX處理器除了核心多少的差異外，就是這三層快取記憶體的差異了。

3995WX的L1Cache是4MB，L2Cache32MB，L3容量為256MB；而3945WX處理器一級快取只有768KB、L2Cache也只有6MB，而它的L3容量只有64MB。

綜上所述，在CPU中的作用最大的是二級快取，但是，這都是需要相當代價的。

標籤：CPU快取Cache二級快取處理器上一篇7月初，蓬勃發展，貴人相伴，好運環繞，前程似錦，日子更興旺下一篇最會用iPad+ApplePencil的人，都用他們做了些什麼？相關文章英特爾i9-12900H處理器曝光：定位高階，有望明年釋出雙十一攢機買什麼U！AMD銳龍55600G超值之選12代酷睿即將上市，來看看頂級SKU12900K綜合表現這些問題整明白，你就是合格的硬體工程師搜索推薦文章從乖乖女到中年叛逆，“鞏俐接班人”劉敏濤：這種感覺簡直太棒了願你記住那些被愛的時刻11月15日，這家光伏企業北交所上市在即！韓國體操女神愛上中國裁判，不顧家人勸阻遠嫁，如今家庭幸福圓滿山東安丘女版“武則天”，1990年開國稱帝，選男童充實後宮