Dentro de nuestro procesador no solo se encuentran los componentes que hacen posible sus enormes capacidades de computación, también hay una pequeña memoria que se encarga de conseguir que el trabajo de nuestro procesador pueda realizarse a la velocidad que este opera.
Nuestro sistema cuenta con una memoria que se encarga de almacenar todos los programas que están en ejecución en ese momento, la memoria RAM. Esta memoria no opera a la misma frecuencia que lo hace nuestro procesador, por ejemplo, una Corsair Vengeance LPX de 3200 MHz en doble canal, por lo que la frecuencia es 1600 MHz, y un procesador Intel Core i7 8700K que opera a 3,7 GHz.
Esta diferencia se ha ido salvando con el tiempo, ya que antes teníamos procesadores que operaban a 3,2 GHz y memorias que lo hacían a 1600 MHz en doble canal, 800 MHz, poco a poco nos hemos ido acercando a frecuencias similares que facilitan el acceso del procesador a la RAM sin quedar ocioso.
El no quedar ocioso es el motivo por el que existe la memoria caché en nuestras CPU. Es la memoria más rápida del sistema y se utiliza para acelerar el acceso a memoria de nuestro procesador.
En esta memoria se almacenan los datos e instrucciones más utilizados por el sistema para evitar perder tiempo y tener que acceder a ellos en la RAM.
Memoria caché: la memoria más cara y pequeña del sistema
Esta memoria no es única, sino que encontramos tres tipos diferentes de memoria caché en un mismo procesador L1, L2 y L3. Cada uno de estas memorias tiene diferentes tamaños y velocidades, pero siempre son más rápidos que la memoria RAM.
Memoria caché L1
Es el módulo de memoria más caro, opera a la misma frecuencia que el procesador, y el más pequeño. Se utiliza una memoria L1 para datos y otra para instrucciones, aunque siempre se hace referencia a esta como una sola.
Esta memoria caché se encuentra dentro de cada uno de los núcleos del procesador, por lo que tendremos tantos módulos L1 como núcleos tenga la CPU. En el Intel Core i7 8700K tenemos una memoria caché L1 de 64KB por núcleo(32KB de datos y 32KB de instrucciones).
Memoria caché L2
Esta memoria no es tan cara como la memoria L1, pero sigue teniendo un elevado precio. No opera a la misma frecuencia que el procesador, pero si a una muy cercana. Esta memoria podemos encontrarla de dos formas: compartida por todos los núcleos o junto en cada núcleo del procesador. Por ejemplo, en el Intel Core i7 8700K hay una memoria caché L2 de 256KB por núcleo.
Memoria caché L3
La memoria más barata de los tres tipos L de la caché. Esta última caché es también cara pero, debido a que no opera a tan alta frecuencia como la L1 y L2, su precio se reduce. Esta memoria es la que tiene mayor tamaño y la que comparten todos los núcleos del procesador. En el Intel Core i7 8700K su memoria caché L3 es de 12MB.
Lo más curioso de las tres memorias caché es que, si en la L1 encontramos los datos e instrucciones más utilizados, en la memoria caché L2 encontramos una copia de estos datos más otros también muy usados y en la memoria caché L3 encontramos una copia de la L2 más otros datos más usados.
Esta repetición hace que el procesador no tenga problema al acceder a la información que quiera y en el menor tiempo posible, consiguiendo acelerar mucho el funcionamiento de nuestro sistema.