O cache L1 está dentro da CPU para velocidade. O principal motivo é minimizar o tempo necessário para a CPU acessar dados. Aqui está um colapso:
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Latência: O acesso a dados da memória principal (RAM) é significativamente mais lento do que acessar dados de dentro da CPU. A diferença são ordens de magnitude. Essa latência é um grande gargalo no desempenho do computador.
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Proximidade: Colocando o cache L1 na matriz da CPU (a wafer de silício em que a CPU é construída) reduz drasticamente a distância física que os dados precisam para percorrer. Essa distância mais curta se traduz diretamente em tempos de acesso mais rápidos. Os sinais elétricos não precisam atravessar traços longos na placa -mãe ou viajar por vários componentes.
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Largura de banda: Mover dados entre a CPU e a RAM consome largura de banda. Mantendo dados frequentemente acessados no cache L1, a CPU reduz a demanda por largura de banda de memória principal, permitindo que o sistema lide com mais tarefas de maneira completa e eficiente.
Em essência, o cache L1 atua como um scratchpad extremamente rápido, pequeno e prontamente disponível para a CPU. Ele mantém os dados que a CPU provavelmente precisará imediatamente, melhorando drasticamente o desempenho. Enquanto caches maiores (L2 e L3) existem fora do núcleo da CPU, mas ainda na matriz da CPU, a proximidade do L1 é fundamental para maximizar a velocidade da CPU.
