Кэш-память второго уровня

Для того чтобы уменьшить ощутимое замедление системы, возникающее при каждом промахе кэша, задействуется кэш-память второго уровня L2.Вся кэш-память разбивается на четыре блока, в каждом из которых хранятся копии различных фрагментов основной памяти. Кэш-контроллер, встроенный в процессор, также используется для наблюдения за состоянием системной шины при передаче управления шиной альтернативным процессорам, которые называются "хозяевами" шины (bus masters). В случае когда данные в памяти меняются, кэш-контроллер отмечает эти данные у себя, как ошибочные и при следующем обращении к памяти обновляет содержимое кэша, поддерживая тем самым целостность всей системы. В системе класса Pentium (Socket 7), кэш-память второго уровня установлена на системной плате, т.е. работает на тактовой частоте системной платы (66МГц, или 15нс). В процессорах Pentium II Intel начала их устанавливать на монтажной плате рядом с процессором. И вся конструкция представляла собой картридж устанавливавший в специальный Slot1. Кэш L2 работал на половине частоты процессора. Потом были процессоры Celeron A, у которых кэш был урезанным, но помещен внутрь процессора (Socket 370) работал на частоте процессора. В современных процессорах Pentium-3-4 полный большого объема (от 256-512 Кбайт, до 2 Мбайт) кэш L2 работает теперь уже на частоте процессора. Intel значительно повысила производительность процессоров, переместив кэш-память с системной платы непосредственно в процессор, что увеличило ее рабочую частоту до частоты процессора. Коэффициент совпадения     кэш памяти как первого, так и второго уровней составляет 90%. Таким образом, объединяя кэш память первого и второго уровней, получаем, что обычная система работает с частотой процессора 90% времени, с частотой системной платы (а в современных процессорах также с частотой процессора) 9% времени (т.е. 90% от 10% при частоте 66МГц) и с тактовой частотой основной памяти примерно 1% времени. Это наглядно демонстрирует важность кэш памяти первого и второго уровней; при отсутствии кэш-памяти система часто обращается к ОЗУ, скорость которого значительно ниже скорости процессора. Процент попадания зависит также от объема кэш памяти, чем больше кэш тем быстрее работает вся система. Но производить всю память быстрой будет очень дорого, такая память используется только в суперкомпьютерах.