L1, L2 ve L3 Önbelleği: Fark Nedir?

Modern bilgisayar işlemcilerinin tümü, hızlı erişim için verilerin geçici olarak çipte depolanmasına izin veren çok düzeyli bir önbellek sistemi kullanır. Satın alacağınız bir sonraki CPU'dan en iyi performansı almak istiyorsanız, L1, L2 ve L3 önbelleği arasındaki farkları anlamak önemli olabilir.

CPU Önbellek Belleği nedir?

CPU Önbellek Belleği, işlemci üzerinde bulunan bir geçici veri depolama türüdür. Küçük, sıklıkla talep edilen veri bitlerini yüksek hızda erişilmeye hazır tutarak CPU'nun işleme verimliliğini artırmak için kullanılır. Önbellek, farklı depolama düzeylerinden oluşur. Bu seviyeler genellikle L1, L2, L3 ve bazen L4 olarak adlandırılır ve konum, hız ve boyut bakımından farklılık gösterir.

CPU'nun neden kendi bellek önbelleğine ihtiyaç duyduğunu daha iyi anlamak için işlemcilerin ve RAM'in gelişimine bakmalıyız. İlk bilgisayarlarda işlemci ve RAM arasındaki hız farkı çok azdı. İşlemin bellek tarafından yavaşlatılacağına dair çok az endişe vardı. Merkezi işlemcilerin çalışma hızı, RAM hızının çok üzerine çıktığından, bu eşitsizliği bir şekilde azaltma ihtiyacı doğdu. Cevap önbellekti.

Önbellek hem son derece hızlıdır, genellikle DRAM'den 10 ila 100 kat daha hızlıdır ve fiziksel olarak işlemci çekirdeklerine yakındır. Modern, hızlı işlemciler, verileri önbellekten alabildikleri için nispeten yavaş sistem belleğinden veri talep etmek zorunda kalarak yavaşlamazlar.

SRAM olarak bilinen bu bellek türünün bilgisayarda sadece DRAM yerine kullanılmamasının nedeni maliyetinden kaynaklanmaktadır. Bir CPU'daki önbellek miktarı nispeten küçüktür, gigabayt yerine kilobayt veya megabayt olarak ölçülür ve modern RAM modülleriyle aynı boyutlarda yapılması çok pahalı olabilir.

Önbellek, bilgisayarınızda yaygın olarak bulunan diğer önbellek türleri ile karıştırılmamalıdır. "Önbellek", yazılım veya donanımın verimliliğini artırmak için kullanılan çeşitli geçici bellek depolama türlerine atıfta bulunabilse de, önbellek işlemci donanımına özgüdür.

L1 Önbelleği nedir?

Bazen Birincil Önbellek olarak adlandırılan L1 önbellek, en küçük ve en hızlı bellek düzeyidir. Genellikle 64 KB boyutundadır, ancak işlemcinin her çekirdeği kendi yerleşik L1 önbelleğine sahiptir, bu nedenle dört çekirdekli bir CPU'nun toplam 256 KB'si olacaktır.

CPU-Z gibi bir araçta bellek detaylarına bakarsanız, L1 önbelleğinin iki ayrı seviyeye ayrıldığını fark edeceksiniz: L1-I (komut) ve L1-D (veri). L1 Talimat önbelleği, işlemciye beslenecek bilgileri işlerken, Veri önbelleği ana belleğe yazılacak bilgileri tutar.

Seviye 1 önbellek, verileri CPU'nun maksimum çalışma hızından daha hızlı veya daha hızlı aktarabilir ve bu da onu son derece verimli hale getirir. İşlemci gerekli verileri L1'de bulamazsa, L2 ve L3 önbelleğinde arar.

L2 Önbelleği nedir?

L2 önbelleği, yine CPU'nun her bir çekirdeğine gömülü olan ikincil bir bellek önbelleğidir. Neredeyse her zaman L1'den daha fazla depolama alanına sahiptir, ancak yine de RAM hızından çok daha hızlı olsa da daha yavaş bir hızda çalışır.

Bazı üst düzey işlemcilerde toplam 32 MB L2 önbellek olabilir, ancak 6-12 MB muhtemelen ortalamadır. Belirtildiği gibi, bu, tüm çekirdekler arasında eşit olarak bölünerek her birinin kendi önbelleğine bağımsız olarak erişmesine izin verir.

L3 Önbelleği nedir?

Seviye 3 önbellek, her bir CPU çekirdeğine gömülmek yerine, tüm işlemcinin erişebileceği paylaşılan bir depolama havuzu görevi görür. L1 ve L2 önbelleğinden çok daha yavaştır, belki de RAM'den sadece iki kat daha hızlıdır, ancak üç bellek seviyesinin en büyüğüdür.

CPU ihtiyaç duyduğu verileri önbellekte bulamazsa, bunun yerine verileri daha yavaş sistem belleğinden talep etmelidir. Buna önbellek kaçırma denir. L3 önbelleğinin tanıtılması, ıskalama olasılığını azalttı ve bu nedenle performansın iyileştirilmesine yardımcı oldu.

İlk geliştirildiğinde, L3 önbelleği genellikle anakartta ayrı bir çipte bulunuyordu. Modern CPU'lar artık daha fazla verimlilik için neredeyse yalnızca yerleşik L3 önbelleğe sahiptir.

L1 - L2 - L3 Önbelleği: Farklar Nelerdir?

Üç önbellek düzeyi arasındaki temel farklar boyut, hız ve bulundukları yerdir.

• L1 önbelleği düşük depolama kapasitesine sahiptir, ancak genellikle herhangi bir bilgisayardaki en hızlı bellektir ve RAM'den 100 kata kadar daha hızlıdır. Her işlemci çekirdeğinin, genellikle 64 KB civarında olan kendi L1 önbelleği vardır.
• L2 önbelleği, L1'den birkaç kat daha büyük olabilir, ancak RAM'den yalnızca yaklaşık 25 kat daha hızlıdır. L1 gibi, her işlemci çekirdeğinin kendi L2 önbelleği vardır. Her biri genellikle 256-512 KB, bazen 1 MB'a kadar çıkar.
• L3 önbellek , genellikle 32 MB veya daha fazla olan en büyük depolama kapasitesine sahiptir, ancak sistem belleğinden yalnızca iki kat daha hızlı olabilir. L3 önbelleği genellikle CPU'ya gömülüdür, ancak çekirdeklerden ayrıdır.

Önbellek Silinebilir mi?

Sistem önbelleği veya tarayıcı önbelleği gibi silinebilen veya temizlenebilen bellek önbellekleri vardır, ancak CPU önbelleğini silemezsiniz. Tıpkı DRAM gibi, SRAM de geçici bir bellektir, yani içeriğini uzun vadede tutmaz. Bilgisayarı kapattığınız anda, önbellekteki her şey kaybolur.

Ne Kadar Önbelleğe İhtiyacım Var?

Çoğu bellek türünde olduğu gibi, bir CPU'nun önbelleği ne kadar fazlaysa o kadar iyidir. Önbelleği yükseltemezsiniz, bu nedenle seçtiğiniz işlemcinin ihtiyaçlarınıza yetecek kadar olduğundan emin olmanız önemlidir. Bununla birlikte, bilgisayarınızla ne yaptığınıza bağlıdır ve bu tek CPU özelliğine takılıp kalmamalısınız. Saat hızları, çekirdek ve iş parçacığı sayısı ve diğer faktörlerin tümü CPU performansını etkileyebilir.

Çekirdek başına 64 KB, L1 önbelleği için iyi bir temeldir. Bunu, toplam miktarı CPU'daki çekirdek sayısına bölerek anlayabilirsiniz. Çekirdek başına 256 KB L2 önbellek tamamen kabul edilebilir, ancak oyuncular çekirdek başına 512 KB aramak isteyebilir. Ve çoğu amaç için 32 ila 96 MB L3 önbellek yeterlidir.

İLİŞKİLİ: CPU Temelleri: Çekirdekler, Hyper-Threading ve Çoklu CPU Nedir?