Сегодня мы подробно и доступно объясним, что такое кэш-память процессора компьютера или ноутбука — где она находится, какие задачи выполняет и почему она чрезвычайно важна для работы ПК.

Определение кэш-памяти

Кэш-память — это память небольшого объема, встроенная в центральный процессор, которая отвечает за передачу данных процессору из оперативной памяти и обратно. 

По этому алгоритму на компьютере или ноутбуке выполняется любая, даже самая элементарная операция. Грубо говоря, процессор забирает данные о совершении операции из оперативной памяти через кэш-память, обрабатывает, а затем — выгружает данные обратно в оперативку, чтобы освободить кэш для новых задач.

Основная задача кэш-памяти

Почему кэш-память так необходима? Дело в том, что оперативная память представляет собой динамическую память с произвольным доступом (Dynamic Random Access Memory, DRAM), и ее скорость работы гораздо ниже скорости обработки данных процессором. То есть, при прямой передаче данных из оперативки в процессор выполнение операций было бы крайне медленным. 

А кэш-память является статической (Static Random Access Memory, SRAM) и имеет повышенные скорости работы (до нескольких ГГц): именно она устраняет задержки доступа процессора к оперативной памяти. Благодаря этому все операции на компьютере выполняются быстро и не требуют от пользователя нескольких минут ожидания.

Устройство кэш-памяти процессора

Кэш-память процессора поделена на три уровня, которые имеют разные скорости обработки данных и внутренние объемы. Разберемся в них подробнее: 

  • L1 — это блоки памяти объемом всего несколько килобайт (Кб), которые находятся ближе всего к кристаллу процессора. L1-кэш имеет те же скорости работы, что и сам процессор, поэтому обмен данными происходит мгновенно. Память данного уровня такая маленькая из-за того, что больший объем памяти потребует больше времени для поиска и извлечения данных процессором. Кроме того, L1-кэш делится на два типа: кэш данных L1D и кэш инструкций L1I — последний хранит команды, которые разбиваются на более мелкие и попадают в отдельный, еще более близкий к процессору кэш нулевого уровня L0.
  • L2 — это кэш второго уровня емкостью уже несколько сотен килобайт (Кб). Если в L1-кэше хранятся наиболее часто выполняемые операции для самого быстрого доступа, то L2 — это общее хранилище для всех инструкций и данных, к которому процессору обращается, если не может найти нужные данные в L1-кэше.
  • L3 — это самый большой (объемом несколько мегабайт), самый медленный отдаленный от процессора и самый медленный уровень кэша. Если процессору приходится обращаться за данными в L3-кэш, то время выполнения операции несколько замедляется.

Процессор регулярно обращается к разным уровням кэш-памяти для поиска данных обо всех операциях, которые осуществляются на компьютере. Важно отметить, что данные в уровнях кэша постоянно меняются: одни данные отодвигаются на дальний уровень (или вовсе выгружаются в оперативную память), а другие — становятся ближе к процессору.

Процессоры в ноутбуках MAIBENBEN

Все ноутбуки MAIBENBEN оснащены современными процессорами, которые обеспечивают максимально быстрое и комфортное выполнение любых задач. Выбрать подходящий лэптоп и купить его с большой скидкой и быстрой доставкой вы можете в официальном интернет-магазине MAIBENBEN в России.

Официальный канал MAIBENBEN в Яндекс.Дзен