Unterschied zwischen L1- und L2-Cache

L1 gegen L2-Cache

Cache-Speicher ist ein spezieller Speicher, der von der CPU (Central Processing Unit) eines Computers verwendet wird, um die durchschnittliche Zeit für den Zugriff auf den Speicher zu verringern. Cache-Speicher ist ein relativ kleinerer und auch schnellerer Speicher, in dem die am häufigsten verwendeten Daten des Hauptspeichers gespeichert werden. Wenn eine Anforderung zum Lesen eines Speichers besteht, wird im Cache-Speicher geprüft, ob diese Daten im Cache-Speicher vorhanden sind. Wenn sich diese Daten im Cache-Speicher befinden, besteht kein Bedarf, auf den Hauptspeicher zuzugreifen (der Zugriff dauert länger), wodurch die durchschnittliche Speicherzugriffszeit kleiner wird. Normalerweise gibt es separate Caches für Daten und Anweisungen. Der Datencache wird normalerweise in einer Hierarchie von Cacheebenen (manchmal auch als Multilevelcaches bezeichnet) eingerichtet. L1 (Level 1) und L2 (Level 2) sind die obersten Caches in dieser Cachehierarchie. L1 ist der dem Hauptspeicher nächstgelegene Cache und der Cache, der zuerst geprüft wird. Der L2-Cache ist der nächste in Reihe und der zweite, der dem Hauptspeicher am nächsten ist. L1 und L2 variieren in Bezug auf Zugriffsgeschwindigkeiten, Standort, Größe und Kosten.

L1-Cache

Der L1-Cache (auch als primärer Cache oder Level-1-Cache bezeichnet) 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 geringere Verzögerung (Zero-Wait-State), da es normalerweise in den Chip eingebaut ist. SRAM (Static Random Access Memory) wird für die Implementierung von L1 verwendet.

L2-Cache

L2-Cache (auch als sekundärer Cache oder Level-2-Cache bezeichnet) 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 (dynamischer Direktzugriffsspeicher) implementiert. Meistens wird L2 sehr nahe am Chip (aber nicht am Chip selbst) an das Motherboard gelötet, einige Prozessoren wie Pentium Pro weichen jedoch von diesem Standard ab.

Was ist der Unterschied zwischen L1- und L2-Cache?

Obwohl sowohl L1 als auch L2 Cache-Speicher sind, weisen sie ihre wichtigsten Unterschiede auf. L1 und L2 sind der erste und der zweite Cache in der Hierarchie der Cache-Ebenen. L1 hat eine kleinere Speicherkapazität als L2. Auf L1 kann auch schneller zugegriffen werden als auf L2. Auf L2 wird nur zugegriffen, wenn die angeforderten Daten nicht in L1 gefunden wurden. L1 ist normalerweise in den Chip eingebaut, während L2 sehr nahe am Chip auf der Hauptplatine gelötet ist. Daher hat L1 eine sehr geringe Verzögerung im Vergleich zu L2. Da L1 mit SRAM und L2 mit DRAM implementiert ist, muss L1 nicht aktualisiert werden, während L2 aktualisiert 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.