L1- vs. L2-Cache
Cache-Speicher ist ein spezieller Speicher, der von der CPU (Central Processing Unit) eines Computers verwendet wird, um die durchschnittliche Zeit zu verringern, die für den Zugriff auf den Speicher erforderlich ist. Cache-Speicher ist ein relativ kleiner und auch schneller Speicher, der die am häufigsten aufgerufenen Daten des Hauptspeichers speichert. Wenn eine Anforderung zum Lesen des Speichers vorliegt, wird der Cache-Speicher überprüft, um zu sehen, ob diese Daten im Cache-Speicher vorhanden sind. Wenn sich diese Daten im Cache-Speicher befinden, besteht keine Notwendigkeit, auf den Hauptspeicher zuzugreifen (der Zugriff dauert länger), wodurch die durchschnittliche Speicherzugriffszeit kleiner wird. Typischerweise gibt es getrennte Caches für Daten und Anweisungen. Der Daten-Cache wird normalerweise in einer Hierarchie von Cache-Ebenen (manchmal als Caches mit mehreren Ebenen bezeichnet) eingerichtet. L1 (Ebene 1) und L2 (Ebene 2) sind die obersten Caches in dieser Cache-Hierarchie. L1 ist der Cache, der dem Hauptspeicher am nächsten liegt, und ist der Cache, der zuerst überprüft wird. Der L2-Cache ist der nächste in der Reihe und dem Hauptspeicher am zweitnächsten. L1 und L2 unterscheiden sich in Zugriffsgeschwindigkeit, Standort, Größe und Kosten.
L1-Cache
L1-Cache (auch bekannt als primärer Cache oder Level-1-Cache) ist der oberste Cache in der Hierarchie der Cache-Ebenen einer CPU. Es ist der schnellste Cache in der Hierarchie. Es hat eine kleinere Größe und eine kleinere Verzögerung (Null-Wartezustand), da es normalerweise in den Chip eingebaut ist. Für die Implementierung von L1 wird SRAM (Static Random Access Memory) verwendet.
L2-Cache
L2-Cache (auch bekannt als sekundärer Cache oder Level-2-Cache) ist der Cache, der sich in der Cache-Hierarchie neben L1 befindet. Auf L2 wird normalerweise nur zugegriffen, wenn die gesuchten Daten nicht in L1 gefunden werden. L2 wird normalerweise verwendet, um die Lücke zwischen der Leistung des Prozessors und dem Speicher zu schließen. L2 wird typischerweise unter Verwendung eines DRAM (Dynamic Random Access Memory) implementiert. Meistens wird L2 sehr nahe am Chip auf das Motherboard gelötet (aber nicht auf dem Chip selbst), aber einige Prozessoren wie Pentium Pro weichen von diesem Standard ab.
Was ist der Unterschied zwischen L1- und L2-Cache?
Obwohl sowohl L1 als auch L2 Cache-Speicher sind, haben sie ihre Hauptunterschiede. L1 und L2 sind der erste und der zweite Cache in der Hierarchie der Cache-Ebenen. L1 hat eine kleinere Speicherkapazität als L2. Außerdem kann auf L1 schneller zugegriffen werden als auf L2. Auf L2 wird nur zugegriffen, wenn die angeforderten Daten in L1 nicht gefunden werden. L1 ist normalerweise in den Chip eingebaut, während L2 sehr nahe am Chip auf die Hauptplatine gelötet wird. Daher hat L1 im Vergleich zu L2 eine sehr geringe Verzögerung. Da L1 unter Verwendung von SRAM implementiert ist und L2 unter Verwendung von DRAM implementiert ist, muss L1 nicht aufgefrischt werden, während L2 aufgefrischt werden muss. Wenn die Caches strikt inklusive sind, können alle Daten in L1 auch in L2 gefunden werden. Wenn die Caches jedoch exklusiv sind, sind dieselben Daten nicht in L1 und L2 verfügbar.
