Γιατί η προσωρινή μνήμη L1 είναι μέσα στην CPU;

Η προσωρινή μνήμη L1 βρίσκεται μέσα στην CPU για ταχύτητα. Ο πρωταρχικός λόγος είναι να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος που χρειάζεται για την CPU να αποκτήσει πρόσβαση σε δεδομένα. Εδώ είναι μια κατανομή:

* λανθάνουσα κατάσταση: Η πρόσβαση σε δεδομένα από την κύρια μνήμη (RAM) είναι σημαντικά πιο αργή από την πρόσβαση σε δεδομένα από την CPU. Η διαφορά είναι οι τάξεις μεγέθους. Αυτή η καθυστέρηση είναι μια σημαντική συμφόρηση στην απόδοση του υπολογιστή.

* εγγύτητα: Η τοποθέτηση της προσωρινής μνήμης L1 στην CPU Die (το δίσκο πυριτίου, η CPU είναι χτισμένη) μειώνει δραστικά τη φυσική απόσταση που χρειάζεται τα δεδομένα για να ταξιδέψουν. Αυτή η μικρότερη απόσταση μεταφράζεται απευθείας σε ταχύτερους χρόνους πρόσβασης. Τα ηλεκτρικά σήματα δεν χρειάζεται να διασχίζουν μακρά ίχνη στη μητρική πλακέτα ή να ταξιδεύουν μέσω πολλαπλών εξαρτημάτων.

* εύρος ζώνης: Η μετακίνηση δεδομένων μεταξύ της CPU και της RAM καταναλώνει εύρος ζώνης. Διατηρώντας συχνά τα δεδομένα προσπελάσιμα στην προσωρινή μνήμη L1, η CPU μειώνει τη ζήτηση για κύριο εύρος ζώνης μνήμης, επιτρέποντας στο σύστημα να χειρίζεται περισσότερες εργασίες ταυτόχρονα και αποτελεσματικότερα.

Στην ουσία, η προσωρινή μνήμη L1 λειτουργεί ως ένα εξαιρετικά γρήγορο, μικρό και άμεσα διαθέσιμο scratchpad για την CPU. Διατηρεί τα δεδομένα που η CPU είναι πιθανότερο να χρειαστεί αμέσως, βελτιώνοντας δραματικά τις επιδόσεις. Ενώ υπάρχουν μεγαλύτερες κρυφές μνήμες (L2 και L3) εκτός του πυρήνα της CPU, αλλά εξακολουθούν να πεθαίνουν από την CPU, η εγγύτητα του L1 είναι πρωταρχική για τη μεγιστοποίηση της ταχύτητας της CPU.