Какие преимущества даёт использование L2 и L3 кэша в современных системах?

Использование L2 и L3 кэша в современных системах даёт следующие преимущества:

L2 кэш позволяет обслуживать несколько ядер одновременно и имеет больший объём, чем L1 (обычно от 256 КБ до 2 МБ). 1 Несмотря на немного большую задержку, чем L1, L2 всё же значительно быстрее, чем оперативная память. 1 Некоторые преимущества использования L2 кэша:

• Уменьшение времени доступа к данным. 1 Кэш-память сокращает время доступа к часто используемым данным и командам, снижая необходимость обращения к более медленной оперативной памяти. 1
• Повышение эффективности многозадачности. 1 Наличие кеша позволяет быстрее переключаться между задачами и обрабатывать их параллельно, уменьшая задержки при обращении к данным. 1
• Оптимизация сложных вычислений. 1 При работе с тяжёлыми вычислительными задачами (например, 3D-рендерингом, обработкой больших данных или машинным обучением) кеш-память помогает значительно сократить время обработки за счёт минимизации обращений к оперативной памяти и постоянной загрузки данных для работы процессора. 1
• Снижение энергопотребления. 1 Обращение к кешу требует меньше энергии, чем постоянные запросы к оперативной памяти. 1 Это особенно важно для мобильных устройств, где критична продолжительность работы от батареи. 1

L3 кэш является общим для всех ядер процессора и имеет больший объём (от 4 МБ до 64 МБ и больше). 1 L3 кеш хранит данные, к которым процессор обращается не так часто, но которые всё же выгодно держать ближе к ядрам, чем в оперативной памяти. 1 Некоторые преимущества использования L3 кэша:

• Хранение данных, которые важны для продуктивной работы, но за которыми регистры обращаются относительно нечасто. 2
• Возможность хранения информации, вытесняемой с более низкого уровня. 3 Например, процессоры AMD Zen 2 используют L3 в качестве кэша жертв, который просто хранит данные, вытесненные из L2. 3