el uso de múltiples niveles de cache es parcialmente un mecanismo para coordinar los procesadores multi-núcleo y prácticamente un compromiso entre precio y rendimiento
En un procesador con múltiples núcleos, cada núcleo tiene su propio caché L1, esto permite al núcleo leer y escribir desde y hacia la memoria caché sin preocuparse por interferir con otros núcleos. Los núcleos necesitan almacenamiento compartido, sin embargo, para que puedan intercambiar cierta información fácilmente, la cache L2 es compartida por todos los núcleos, por lo que se utiliza como una especie de espacio de almacenamiento común donde la información está disponible para todos los subprocesos.
La cache L1 se divide en dos subniveles:
- nivel 1 data cache: se encarga de almacenar datos usados frecuentemente.
-nivel 2 instruction cache: se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente.
la L3 es mas rapida que la memoria principal, pero mas lenta y mayor que la L2, ayuda a que el sistema guarde gran cantidad de información agilizando las tareas del procesador. En esta memoria se agiliza el acceso de datos e instrucciones que no fueron localizadas en la L1 o L2. Al igual que la L2 puede ser inclusiva y contener una copia de L2, además de información extra o, por el contrario, ser exclusiva y contener información totalmente diferente a la de los niveles anteriores, consiguiendo así, una mayor capacidad total
El procesador se diseña de tal manera que pondrá los valores que mas necesita en la cache mas rapida (L2) y la información que necesita menos en la caché más lenta (L3).
caracteristicas:
Las caché más cercanas son de tamaño mucho menor.
hay tres niveles de caché de CPU (dos en un solo núcleo), RAM (secundaria) y unidades de disco duro (terciario).
la L1 es la cache mas rapida, pero tambien la mas cara, la L2 viene en segundo lugar y después es la L3.
cuanto más rápida sea la caché, mas rápido el procesador leerá los datos y escribirá en el.
por lo tanto, para resumir, los procesadores tienen cachés de varios niveles con el fin de aumentar la capacidad de la memoria cache del procesador sino, también aumentar drásticamente el precio del procesador. Esta mezcla cuidadosa permite a los procesadores ser más rápidos y más baratos
Se dice que entre más grande es el tamaño de caché, mayor es el número de puertas implicadas en direccionar la cache, por lo tanto, las caches grandes son ligeramente más lentas que las cachés pequeñas
la memoria cache en procesadores como intel core i9-9900k o i7-9700k tienen una media de capacidad de 12 a 16 MB el procesador intel core i7-7700 utiliza una cache de 8M hasta de 4,20 GHz
tamaño de cache en procesadores antiguos:
IMB 3033 año: 1978 L1 64 KB
intel 80486 año: 1989 L1 8 KB
pentium año:1993 L1 8 KB L2 256 a 512 KB
powerPC 64 año:1999 L1 32 KB L2 256 KB a 1 MB L3 2 MB
Itanium año: 2001 L1 16 KB L2 96 KB L3 4MB
los pentium ll (y su antecesor, el extinto pentium pro) tiene 64 kb de cache interna y 521 KB dentro del cartucho SEC pero externa al encapsulado del microchip. con una velocidad de 50 a 66 Mhz o 100 MHZ en los AMD k6-2
referencias:
https://computer.dokry.com/qu-es-realmente-la-memoria-cach-multinivel-en-los-procesadores.html
https://www.ecured.cu/Memoria_Cach%C3%A9
https://www.profesionalreview.com/2019/09/29/intel-smart-cache/
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