CPU价格差别为什么这么大？三层缓存是关键

　　一、CPU缓存是什么？
　　首先，缓存是CPU与内存之间的临时存储器，它使用的是静态随机存取存储器（SRAM），只需带电即可永久保存数据，速度快。但一个SRAM单元需要四到六个晶体管，即使256 KB 的缓存都需要超过1200 万个晶体管，所以，它的集成度较低，功耗大。
　　SRAM原理图
　　而内存条使用的是动态随机存取存储器（DRAM），它的数据需要周期性更新。但一个DRAM存储单元仅需一个晶体管和一个小电容，所以它集成度就很高，功耗也小，速度也慢。
　　DRAM原理图
　　于是，为了克服CPU和内存之间巨大的速度差异，人们引入了缓存。
　　DRAM
　　这样，一旦CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度，而在CPU中加入缓存是一种非常高效的解决方案。二、CPU的数据命中率与三层缓存关系
　　CPU在缓存中能够找到有用的数据被称为命中，而当缓存中没有CPU所需的数据时，CPU才访问内存。
　　从理论上讲，CPU读取一级缓存的命中率为80% 。也就是说，CPU一级缓存中能找到的有用数据占数据总量的80%，剩下的20%还要从内存读取。
　　于是，人们在处理器中又放入了二级缓存，但是读取二级缓存的命中率也在80%左右,也就是说，二级缓存可以增加有用数据占总数据的16% 。余下的总数据的4%还是要从内存读取。
　　所以，CPU中又放入了三级缓存，进一步提高了CPU的效率。
　　举个抽象的例子，假设你的数据为：123456789。那么CPU访问L1 Cache时读取的是＂1232456＂，L2 Cache读取的是＂78＂，L3 Cache读取的是＂9＂，这样就避免了CPU直接和内存产生直接数据联系，这种缓存方式就叫实数据读写缓存，AMD一直按着这条路线在走。三、三层缓存具体作用
　　老CPU的L2 Cache在外面
　　一、L1 Cache(一级缓存)
　　CPU第一层高速缓存，它都是分数据缓存和指令缓存两块。从上面大家也了解了，CPU在L1 Cache中有80%的命中率 ，所以，L1高速缓存的容量大小对CPU的性能影响不明显。所以，为了控制成本和体积，它的容量不用很大，很容易集成在CPU里面。
　　2、L2 Cache(二级缓存)
　　CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种接口。内部接口的二级缓存运行速度与主频相同，而外部接口二级缓存运行速度则只有主频的一半。
　　L2缓存
　　L2高速缓存容量大小对CPU的性能影响非常大， 在CPU核心不变化的情况下，增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。但是，由于二级缓存容量是由CPU制造工艺决定的，容量增大又让CPU内部晶体管数增加，而要在有限的CPU面积上集成更大的缓存，对制造工艺的要求也就越高。
　　所以，同一核心的CPU高低端之分，往往也是在二级缓存上有差异。
　　3、L3 Cache(三级缓存)
　　CPU的第三层高速缓存容量更大，运行速度则更慢，它和内存链路直接连接，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。
　　i7-5930K共享 L3 Cache
　　所有的CPU核心，都共享同一个  L3 Cache。四、Intel和AMD的缓存差异
　　在处理器中的这三层缓存方面，Intel和AMD走的是不一样的路线。
　　Intel为了降低处理器的生产难度，减少对一级数据缓存容量的要求，所以采用了数据代码指令追踪缓存的方法。
　　简单地说，就是Intel处理器的L1 Cache不存储数据，只存储这些数据在二级缓存中的指令代码。
　　弊端是，数据读取效率低，且对二级缓存容量的依赖性非常大。并且在Intel的多核处理器中，它采用了多核共享二级缓存的＂Smart cache＂ 共享缓存技术。
　　而AMD走的是传统的实数据读写缓存，弊端就一个字，＂贵＂！
　　所以，这两家处理器的三层缓存容量之间，是没有对比性的。四、缓存差异带来的价格差
　　3990X系列工作级处理器
　　拿AMD线程撕裂者3990X系列工作站级处理器举例，高达41499元一片的AMD Threadripper(线程撕裂者) PRO 工作站级的3995WX处理器，对比只需8999元的3945WX处理器。
　　3995WX处理器
　　除了核心多少的差异外，就是这三层高速缓存的差异了。
　　3995WX的L1 Cache是4MB，L2 Cache32MB，L3容量为256MB；而3945WX处理器一级缓存只有768KB、L2 Cache也只有6MB，而它的L3容量只有64MB。
　　综上所述，在CPU中的作用最大的是二级缓存，但是，这都是需要相当代价的。
　　#CPU的一二三级缓存有什么用处#