CPU的一、二、三级缓存分别有什么用？

L1 Cache(一级缓存)：

Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。

L2 Cache(二级缓存)：

L2 Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是4MB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达2MB-4MB，有的高达8MB或者19MB。
L3 Cache(三级缓存)：

ache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。

而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。

缓存

缓存就是数据交换的缓冲区(称作Cache)，当某一硬件要读取数据时，会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。

缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速率，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速率和外界介面传输速率不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速率是直接关系到硬盘的传输速率的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小系统的负荷，也提高了数据的传输速率。

硬盘的缓存主要起三种作用：

预读取

当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中（由于硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取命中率较高），当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，硬盘则不需要再次读取数据，直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了，由于缓存的速率远远高于磁头读写的速率，所以能够达到明显改善性能的目的。

写入

当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地。

临时存储

有时候，某些数据是会经常需要访问的，像硬盘内部的缓存（暂存器的一种）会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中，再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。

缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同，早期的硬盘缓存基本都很小，只有几百KB，已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用，而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品，甚至达到了16MB、64MB等。大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下，让更多的数据存储在缓存中，以提高硬盘的访问速率，但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题，即便缓存容量很大，而没有一个高效率的算法，那将导致应用中缓存数据的命中率偏低，无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成，大容量的缓存需要更为有效率的算法，否则性能会大大折扣，从技术角度上说，高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

参考资料：

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由于CPU的运算速度愈来愈快，主存储器(DRAM)的数据存取速度常无法跟上CPU的速度，因而影响计算机的执行效率，如果在CPU与主存储器之间，使用速度最快之SRAM来作为CPU的数据快取区，将可大幅提升系统的执行效率，而且透过Cache来事先读取CPU可能需要的数据，可避免主存储器与速度更慢的辅助内存的频繁存取数据，对系统的执行效率也大有帮助。 不过因SRAM比DRAM贵太多，如果主存储器全采用SRAM则系统造价太高，所以一般皆只安装512KB~1MB的Cache。Cache的应用除了加在CPU与主存储器之间外，硬盘、打印机、CD-ROM等外围设备也都会加上Cache来提升该设备的数据存取效率。 3用于 DNS 和 WINS，用于远程主机的最近已解析名称的资源记录的本地信息存储。通常，高速缓存在计算机查询和解析名称被动态地创建。它也有助于优化解析被查询名称所需的时间。 4将最近使用过的数据值临时存储于内存中的某个特殊池中以便于以后更快地进行访问的过程。对于 DNS，一般指 DNS 查询解析过程中 DNS 服务器存储得自 DNS 名称空间的信息的能力。（例如，DNS 服务器可以高速缓存从其他 DNS 服务器收到的 DNS 记录。） 也可以在 DNS 客户服务中使用高速缓存，将其作为 DNS 客户端保存在最近的查询过程中得到的信息高速缓存的方法。

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