当你选购新的CPU时，可能会看到许多不同的规格项目，例如核心、频率速度、TDP和工艺等。 CPU 硬件的另一个重要方面是高速缓存存储器，它通过在CPU本身储存频繁存取的数据来加快性能。 那么问题来了，你常常看到 CPU 规格介绍上写着 L1、L2 或是 L3，那这些快取有什么区别？ 又是怎么影响 CPU 效能呢？
L1、L2、L3 快取如何影响CPU效能？
CPU 快存的开发是为了满足20世纪80年代处理器速度超过系统内存（RAM）的需求。 与早期的电脑相比，今日的CPU具有大量的高速快取，这是现代计算运行的一个重要方面。 让我们了解 CPU 快取的层次结构以及它如何影响 CPU 效能。
L1、L2、L3 快取有什么区别？ 为什么 CPU 需要它们？
在 20 世纪 80 年代之前，CPU 和 RAM 的速度都够低，因此后者减慢前者的速度并不是一个大问题。 然而，RAM速度无法跟上CPU速度，因此需要更快的新型内存，这就是CPU高速快取发展的原因。 这种内置存储器比系统内存快得多（实际上大约快 10 到 100 倍），并且处理器不再需要等待从相对较慢的 RAM 中获取数据。
现在，CPU 高速快取并不是同样的，它存在三种（有时是四种）变体，即 L1、L2 和 L3。 这三种变体之间的主要区别在于速度、容量和成本。 虽然 L1 或主快取距离单一 CPU 核心最近，但 L2 快取距离核心稍远，而 L3 快取距离核心最远。
L1 缓存是 CPU 核心上速度最快但最小的内存缓冲区，通常以 KB 为单位。 L1 缓存存储CPU 在完成某些操作时最可能需要的数据，它比系统内存快大约 100 倍，是 CPU 取得所需数据的第一个地方。 它又分为指令缓存和数据缓存。 顾名思义，指令缓存储存要执行的操作的信息，而数据缓存储存要执行操作的数据。
每个CPU核心都有自己的L2高速缓存，就像L1高速缓存一样。 在现代CPU上以 MB 为单位，L2 快取比 L1 快取慢，但仍比系统内存 （RAM）快 25 倍左右。 L2 缓存几乎总是大于 L1 缓存，在大多数现代 CPU 上通常约为 6MB 至 12MB。 极少系列处理器会采共享的 L2 缓存，例如 Intel Jasper Lake Celeron 系列。
最后，L3 高速快取或末级高速快取是CPU中最慢但最大的内存缓冲区（仍比 RAM 快 10 倍）。 与 L1 和 L2 快取不同，L3 快取在 CPU 的所有核心之间共享。 在大多数现代CPU上，你通常会看到大约24MB至36MB的L3快取，而AMD的Ryzen X3D处理器可以配备高达128MB的3D V-Cache（L3的一种形式）。
CPU 如何利用各种快取？
电脑上各种形式的内存之间数据流如下：主储存、系统内存（RAM）、L3 快取、L2 快取、L1 快取。 当CPU需要访问数据以执行特定操作时，它会从可用的最快内存（L1缓存）开始，如果在L1缓存中没有找到它，则会进入L2缓存，依序往下进入L3缓存。
如果 CPU 在三层缓存中的任何一层找到所需数据称为「快取命中」。 如果没有，则会转向系统内存，这就是没有命中，称为「快取误失」。 当然，最理想的情况就是CPU始终可以在L1快取中找到所需数据，然而不管L2还是L3快取也比RAAM快得多，不会动用户造成明显的延迟。 层层读取数据的层级可以看下图，从左至右。
CPU 缓存旨在通过提供对越来越快的内存缓存形式的访问来减少系统延迟。 随着DDR5 RAM的进步，RAM速度变得更快，整体系统延迟正在下降，但CPU上的板载高速快取仍然是整个方程式中的关键因素。
现代 CPU 上的高速快取内存有多大作用？
几乎所有现代 CPU 都具有足够的 L1、L2 和 L3 快取来满足日常操作的需求。 此外，CPU 高速快存并不是决定 CPU 效能的唯一因素。 然而，如果你正在寻求最高的游戏性能并且根本不想妥协，那么快取就变得比以往更加重要。 由于AMD的Ryzen X3D CPU，L3快取对游戏性能的重要性已成为热门话题。
AMD 处理器（例如Ryzen 7 5800X3D、Ryzen 7 7800X3D 和Ryzen 7 9800X3D 等）具有大量快速 L3 快取，使它们能够达到非 X3D CPU 上不可能达到的 FPS 数字。 这就是使这些处理器成为迄今为止最好的游戏 CPU 的原因。 因此，简而言之，即使没有AMD X3D CPU，你的游戏PC也能完美运行，但如果能拥有一台，只要不是生产力狂人就不会后悔。
