取环 CPU的一二三级缓存有什么用处？
CPU的一二三级缓存有什么用处？
先看看为什么CPU会有L1、L2、L3这样的缓存设计，正如下图所示，现在的处理器太快了，而从内存中读取数据实在太慢（一个是因为内存本身速度不够，另一个是因为它离CPU太远了，总的来说需要让CPU等待几十甚至几百个时钟周期），这个时候为了保证CPU的速度，就需要延迟更小速度更快的内存提供帮助，而这就是缓存。
现在让我们看看多级缓存（L1，L2，L3）的好处，而不仅仅是单个缓存。
1、高速缓存越靠近ALU等核心单元，访问速度就越快，所以会有靠近核心的L1缓存，虽然它小，但它真的快啊；
2、高速缓存的容量越大，缓存命中（Cache hit）就越高，所以当L1没有命中时，需要一个容量更大的但速度也不慢的缓存来提供数据，这就是L2；
3、更大的缓存意味着更高的命中，同时也意味着更高的成本、更慢的速度、更多的晶体管，更大的面积，因此它不可能靠近所有核心单元，这就是L3；
这就是CPU缓存的层次结构，基于性能、成本、设计上的一个平衡，L1缓存可以最大化单个内核的位置和速度（甚至分离指令和数据）。L2高速缓存会更大些，命中更高，速度稍慢，一般还是位于每个核心内，而L3缓存通常在系统中的所有内核间共享，提供合理的速度和容量。比如英特尔Core i7-8700K它的L1大小只有64K，还分为32K数据和32K指令，L2大小为256K，L3达到12MB。
现代CPU的高速缓存体系结构是非常复杂的，其中包括硬件预取和数据转发，以便能提供最佳的高速缓存命中机会。有些CPU甚至还加入了L4缓存。
缓存什么意思？
在计算中，缓存是存储数据的硬件或软件组件，以便将来可以提供更快的数据请求；存储在高速缓存中的数据可能是早期计算的结果，也可能是存储在其他地方的数据的副本。当可以在缓存中找到请求的数据时，会发生缓存命中，而当无法找到时，则会发生缓存丢失。缓存命中是通过从缓存中读取数据来实现的，这比重新计算结果或从较慢的数据存储中读取数据要快；因此，缓存中提供的请求越多，系统执行得越快。
为了节省成本并能够有效利用数据，缓存必须相对较小。然而，缓存已经在许多计算领域得到证明，这是因为典型的计算机应用程序访问数据时具有高度的访问局部性。这种访问模式表现出时间局部性（请求最近已经请求的数据）以及空间局部性（请求物理上存储在已经请求的数据附近的数据）。
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