La cache di livello 1 o L1 è una memoria speciale e molto veloce incorporata nell’unità di elaborazione centrale (CPU) per facilitare le prestazioni del computer. Caricando i bit di dati utilizzati di frequente nella cache L1, il computer può elaborare le richieste più velocemente. La maggior parte dei computer dispone anche di cache L2 e L3, che sono più lente della cache L1 ma più veloci della RAM (Random Access Memory).
Quando richiediamo programmi o file da un disco rigido standard del piatto, il dispositivo deve cercare le informazioni nei dischi interni facendo scorrere un meccanismo a testina sui piatti, all’incirca analogo al modo in cui un ago legge un disco fonografico. Tuttavia, nel caso di un’unità disco, ci sono più piatti e la testina è magnetica, leggendo a una velocità molto elevata. Tuttavia, il disco rigido standard è il dispositivo di archiviazione più lento del computer, a parte le unità disco compatte.
Normalmente pensiamo che la RAM sia abbastanza veloce perché è molto più veloce dei dischi rigidi. La RAM è un’area di conservazione temporanea che diventa attiva all’avvio del computer. I computer hanno comunemente 1-4 Gigabyte (GB) di RAM. Caricando programmi, file, immagini e altri elementi richiesti di frequente nella RAM, il computer non deve cercare nel disco rigido per recuperare le informazioni sulle richieste successive.
Sebbene questa sia una buona strategia, la CPU può funzionare più velocemente della RAM e, per accelerare le cose, potresti pensare alla cache L1, L2 e L3 come intermediari che anticipano quali richieste verranno fatte alla RAM, mantenendo quei dati a il pronto. Quando arriva una richiesta, la CPU controlla prima la cache L1, seguita dalla cache L2 e L3 (se presente). Se la CPU trova i dati richiesti nella cache, si tratta di un errore di cache, in caso contrario si tratta di un errore di cache e la RAM viene cercata successivamente, seguita dal disco rigido. L’obiettivo è massimizzare i risultati e ridurre al minimo gli errori che rallentano le prestazioni.
Sebbene la cache L1 sia incorporata oggi nelle CPU, potrebbe anche risiedere insieme alla CPU sui PC più vecchi. La cache L2 può essere integrata nella CPU o presente sulla scheda madre, insieme alla cache L3. In alcuni casi la cache L3 viene incorporata anche nella CPU. A differenza della RAM, la cache non è espandibile.