o que é memória cash L2, L1 etc..?

Question

falam de memória cash interna externa, L2, queria saber o que é isso.

Answer 1

Memória Cache

Memória cache é um tipo de memória de alta velocidade que fica próxima à CPU e consegue acompanhar a velocidade de trabalho da CPU. Por ser uma memória de alta velocidade ela é difícil de ser produzida e por isso mesmo muito cara. Por isso é que raramente encontramos quantidades de memória cache maiores que 1 MB. É bom lembrar que, ao invés da tecnologia DRAM, usa-se a tecnologia SRAM para a produção de chips de memória cache.

A idéia por trás do cache é muito simples: colocar na memória cache os dados e instruções que são mais comumente utilizados pelo processador. É a regra 80/20, ou seja, 20% dos dados/instruções/etc. são usados 80% das vezes no micro. Assim se estes dados/instruções/etc. estiverem no cache, que é muito mais rápido que a memória RAM “normal”, o desempenho do micro será muito melhor. O usuário não precisa se preocupar em colocar os dados mais utilizados na memória cache. Existe um circuito especifico que faz isso automaticamente chamado Controlador de cache. Este circuito tenta, inclusive, “adivinhar” quais serão os dados solicitados pelo processador.

Se o processador precisa de uma informação e ela está no cache, ótimo, a informação é acessada e o desempenho é alto. Quando isso acontece, chamamos de cache “hit” ("acerto"). Porém se a informação não estiver no cache, ela vai ter que ser lida da memória RAM “normal”, o que é um processo mais lento. Este caso é chamado de cache “miss” ("erro"). A idéia é fazer com que o número de cache hits seja muito maior que o número de cache misses.

Niveis de cache.

De acordo com a proximidade do processador são atribuídos níveis de cache. Assim, a memória cache mais próxima da CPU recebe o nome de cache L1 (do inglês "level 1" ou nível 1). Se houver outro cache mais distante da CPU este receberá o nome de cache L2 e assim por diante.

Na época do 8088 e 80286 era raro encontrar um micro com memória cache. Mas com o surgimento do 80386 começaram a aparecer micros com placas-mãe que possuíam memórias cache. Naquela época quase ninguém usava a nomenclatura de caches por níveis. Falava-se simplesmente “memória cache” se referindo a memória que estava na placa-mãe..

Com o lançamento do 80486 a Intel incorporou memória cache a seus processadores, dentro do próprio chip. Por sua vez, as placas-mãe também possuíam memória cache. Par diferenciar, e também pela localização do cache, essas memórias cache ficaram conhecidas como: cache interno (que seria o cache L1 – dentro da CPU) e cache externo (que ficava na placa-mãe e deveria se chamar L2). Isso valeu até o lançamento do Pentium II quando a Intel “incorporou” o cache externo (ou melhor, L2) ao cartucho que formava o processador. Atualmente a maior parte dos processadores incorpora a memória cache em seu chip propriamente dito e por isso a nomenclatura cache L1, L2, L3, etc. é mais correta e também mais usada.

Answer 2

A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar “esperando” os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho.

Se na época do 386 a velocidade das memórias já era um fator limitante, imagine o quanto este problema não atrapalharia o desempenho dos processadores que temos atualmente. Para solucionar este problema, começou a ser usada a memória cache, um tipo ultra-rápido de memória que serve para armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador, evitando na maioria das vezes que ele tenha que recorrer à comparativamente lenta memória RAM. Sem ela, o desempenho do sistema ficará limitado à velocidade da memória, podendo cair em até 95%!. São usados dois tipos de cache, chamados de cache primário, ou cache L1 (level 1), e cache secundário, ou cache L2 (level 2).

O cache primário é embutido no próprio processador e é rápido o bastante para acompanhá-lo em velocidade. Sempre que um novo processador é desenvolvido, é preciso desenvolver também um tipo mais rápido de memória cache para acompanhá-lo. Como este tipo de memória é extremamente caro (chega a ser algumas centenas de vezes mais cara que a memória RAM convencional) usamos apenas uma pequena quantidade dela.

Para complementar, usamos também um tipo um pouco mais lento de memória cache na forma do cache secundário, que por ser muito mais barato, permite que seja usada uma quantidade muito maior.