Was bedeutet L1, L2 und L3 Cache bei einem Prozessor?

Fragr · 17. Februar 2010

Was bedeutet L1, L2 und L3 Cache bei einem Prozessor?

Ich möchte mir demnächst einen Prozessor für meinen neuen PC kaufen. Nun lese ich immer bei der Beschreibung etwas von L1-L3 Cache. Was bedeutet dieser Cache? Sollte der Cache möglichst groß sein? Beeinflusst er die Geschwindigkeit einer CPU stark?

Helfr · 17. Februar 2010

Viele Daten laufen während der Abarbeitung direkt im Prozessor ab, müssen also eigentlich gar nie in den normalen Arbeitsspeicher (RAM) transferiert werden. RAM ist ein eher langsamer Speicher (und deswegen billiger). Zwischen-Ergebnisse, die z.B. von einem Rechenprozess in einen anderen übergeben werden, können direkt im Prozessor, genauer gesagt im super-schnellen Prozessor Cache abgearbeitet werden. Grundregel: je mehr Cache, desto schneller der Prozessor. Natürlich gibt es eine Grenze, über der noch mehr Cache nicht mehr viel bringt. Es kommt auf ein ausgewogenes System drauf an.

Die Bezeichnung L1, L2, L3 heisst bloss Level-1, Level-2 und Level-3 und besagt, an welcher Stelle der Cache eingebaut ist bzw. arbeitet. Du hast heute Cache pro Prozessorkern, aber auch insgesamt pro Prozessor,.... also auf verschiedenen Ebenen (Level = Ebene).

Du hast übrigens auch Cache auf jeder Grafikkarte, Festplatte und in jedem Festplatten-Controller, sogar in den guten alten Seriell-Adaptern zur Modem-Ansteuerung gabs mit dem FIFO-Buffer einen kleinen Cache....usw.
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Die Daten, Programme und das Betriebssystem, all das befindet sich zunächst einmal (noch!) auf deiner Festplatte.

Wenn der Prozessor damit nun arbeiten soll, müssen Daten, die aktuell gebraucht werden in einem schnellen Speicher zur Verfügung gestellt werden, denn müsste der Prozessor mit der Festplatte arbeiten, wäre der Datenfluss viel zu langsam.

Sicher gibt es da den Arbeitsspeicher und der wird auch dafür genutzt, aber der ist auch nicht schnell genug.

Deshalb werden die Daten, mit denen der Prozessor gerade arbeitet und von denen er ausgeht, dass sie auch in den nächsten Sekunden, Minuten usw. gebraucht werden im sogenannten "Cache" gespeichert. Dieser ist nun endlich schnell genug.

L1, L2 und L3 sind hierbei verschiedene Instanzen des Cache. Da Cache-Speicher in der Herstellung teurer ist als normales RAM, verbaut man Cache mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und davon jeweils nur so viel,wie tatsächlich gebraucht wird. Die technischen Details sind selbstverständlich differenzierter.

Natürlich - wie sollte es anders sein - gibt es einen Wikipedia-Artikel dazu. Einfach bei Wikipedia das Wort "cache" eingeben.
Die Daten, Programme und das Betriebssystem, all das befindet sich zunächst einmal (noch!) auf deiner Festplatte.

Wenn der Prozessor damit nun arbeiten soll, müssen Daten, die aktuell gebraucht werden in einem schnellen Speicher zur Verfügung gestellt werden, denn müsste der Prozessor mit der Festplatte arbeiten, wäre der Datenfluss viel zu langsam.

Sicher gibt es da den Arbeitsspeicher und der wird auch dafür genutzt, aber der ist auch nicht schnell genug.

Deshalb werden die Daten, mit denen der Prozessor gerade arbeitet und von denen er ausgeht, dass sie auch in den nächsten Sekunden, Minuten usw. gebraucht werden, im sogenannten "Cache" gespeichert. Dieser ist nun endlich schnell genug.

L1 und L2 sind hierbei verschiedene Instanzen des Cache. Da Cache-Speicher in der Herstellung teurer ist als normales RAM, verbaut man Cache mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und davon jeweils nur so viel, wie tatsächlich gebraucht wird. Die technischen Details sind selbstverständlich differenzierter.

Natürlich - wie sollte es anders sein - gibt es einen Wikipedia-Artikel dazu. Einfach bei Wikipedia das Wort "cache" eingeben.

Über den Geschwindigkeitsvorteil kann man keine pauschalen Aussagen treffen, grundsätzlich ist schon klar, je mehr, desto schneller, aber ob und wann sich das bemerkbar macht...
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Suchr · 17. Februar 2010

CPU cache - Wikipedia, the free encyclopedia
http://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache

The benefits of an L3 cache depend on the application's access patterns. ... When the L1 misses and the L2 hits on an access, the hitting cache line in the ...
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Cache (L1 L2 L3)
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0309291.htm

Mit den Multicore-Prozessoren kamen die Begriffe Inklusiv- und Exklusiv-Cache auf. Inklusiv-Cache bedeutet, dass Daten im L1-Cache auch im L2- und L3-Cache ...
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Was bedeutet L1, L2 und L3 Cache bei einem Prozessor? (CPU)
http://www.computerfrage.net/frage/was-bedeutet-l1-l2-und-l3-cache-bei-einem-prozessor

Sie interessieren sich für die Themen: Prozessor, Cache, CPU.
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What is L1, L2,L3 cache and what does it do? - Yahoo! Answers
http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20080312221904AA7bkAy

Mar 12, 2008 ... L3 caches are found on the motherboard rather than the processor. It is kept between RAM and L2 cache. So if your system has L1,L2 and L3 ...
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View CPU core count & L1, L2, L3 cache information
http://www.tothepc.com/archives/view-cpu-core-count-l1-l2-l3-cache-information/

May 14, 2010 ... See technical details of CPU on computer including: logic count, core count, frequency, serial number, vendor, L1 L2 L3 data and trace cache ...
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What is L3 Cache?
http://www.wisegeek.com/what-is-l3-cache.htm

L1, L2 and L3 cache are computer processing unit (CPU) caches, verses other types of caches in the system such as hard disk cache. CPU cache caters to the ...
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Fragen zu L1, L2 und L3 Cache - Forum - CHIP Online
http://forum.chip.de/cpu-board-speicher/fragen-l1-l2-l3-cache-1107436.html

14. Dez. 2008 ... CPU 1: 4 Kerne, 2x32 KB L1 Cache, 2x3 MB L2 Cache CPU 2: 4 Kerne, 4x128 KB L1 Cache, 4x512 KB L2 Cache, 2 MB L3 Cache ...
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AMD Phenom ? Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/AMD_Phenom

Zur Unterscheidung der Vier- und Dreikerner nennt AMD die Prozessoren seit ... einem L1- und L2-Cache je Prozessorkern und einem zusätzlichen L3-Cache für ...
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