缓存有什么作用，为什么要引入缓存

缓存，cache，它也是决定cpu性能的重要指标之一。为什么要引入缓存？在解释之前必须先了解程序的执行过程，首先从硬盘执行程序，存放到内存，再给cpu运算与执行。由于内存和硬盘的速度相比cpu实在慢太多了，每执行一个程序cpu都要等待内存和硬盘，引入缓存技术便是为了解决此矛盾，缓存与cpu速度一致，cpu从缓存读取数据比cpu在内存上读取快得多，从而提升系统性能。当然，由于cpu芯片面积和成本等原因，缓存都很小。目前主流级cpu都有一级和二级缓存，高端的甚至有三级缓存。

l1 cache（一级缓存）是cpu第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的l1高速缓存的容量和结构对cpu的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态ram组成，结构较复杂，在cpu管芯面积不能太大的情况下，l1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器cpu的l1缓存的容量通常在32~256kb。

l2 cache（二级缓存）是cpu的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。l2高速缓存容量也会影响cpu的性能，原则是越大越好，以前家庭用cpu容量最大的是512kb，现在笔记本电脑中也可以达到2m，而服务器和工作站上用cpu的l2高速缓存更高，可以达到8m以上。

l3 cache（三级缓存），分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，l3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加l3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大l3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘i/o子系统可以处理更多的数据请求。具有较大l3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。