Hierarquia de Cache: Como os Caches Modernos de CPU São Organizados (L1, L2 e L3)

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Os CPUs modernos possuem múltiplos caches. Na verdade, eles têm uma hierarquia de caches inteira. Neste vídeo, discuto como as hierarquias de caches de CPU modernas são estruturadas, descrevo as propriedades de cada nível de cache, explico as políticas de inclusão de cache e forneço um exemplo de como o processador lê e grava dados dentro da hierarquia de caches.

RESUMO

O cache mais próximo do núcleo do processador é o menor e mais rápido, enquanto o cache mais distante é o maior, mas mais lento. A maioria das arquiteturas inclui três níveis de cache: L1, L2 e L3. O cache L1 é o menor e está localizado mais próximo do núcleo do processador, projetado para corresponder à sua velocidade. O L2 está posicionado no meio, e o L3 é o maior cache, localizado mais distante do núcleo do processador.

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FONTES

• https://youtu.be/Y7q2ECeFWE8?si=fMKjCnb09WOH_e5H

• https://redis.io/glossary/cache-memory/

• https://uops.info/cache.html

• https://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache

• https://en.wikipedia.org/wiki/Cache_hierarchy

• https://dev.to/larapulse/cpu-cache-basics-57ej

• https://www.7-cpu.com/

• https://en.wikipedia.org/wiki/Cache_inclusion_policy

• https://www.researchgate.net/publication/319589025_Using_the_Integrated_GPU_to_Improve_CPU_Sort_Performance

• https://www.researchgate.net/publication/315695605_AutoLock_Why_Cache_Attacks_on_ARM_Are_Harder_Than_You_Think

• https://www.researchgate.net/publication/332543387_SPEC_CPU2017_PERFORMANCE_ENERGY_AND_EVENT_CHARACTERIZATION_ON_MODERN_PROCESSORS

• https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3357526.3357547#:~:text=An%20inclusive%20cache%20level%20contains,levels%20on%20an%20L2%20miss.

• Livro: Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface

ÍNDICE

00:00 Por que os caches são importantes?

00:23 Estrutura moderna da hierarquia de caches

00:34 Componentes de uma hierarquia de caches

02:00 Propriedades dos níveis de cache

03:02 Políticas de inclusão de cache

04:30 Exemplos de operações de leitura

05:35 Exemplo de operação de gravação

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