Caches internos e externos referem-se a diferentes níveis de mecanismos de cache usados ​​em sistemas de computador, especialmente no contexto de processadores e dispositivos de armazenamento.

Cache Interno:
Também conhecido como cache no chip ou cache do processador, o cache interno é uma pequena quantidade de memória de alta velocidade localizada na unidade central de processamento (CPU). Ele é integrado diretamente na CPU ou colocado muito próximo a ela.

1. Proximidade:O cache interno está fisicamente mais próximo dos núcleos da CPU em comparação ao cache externo ou à memória principal. Essa proximidade permite recuperação de dados mais rápida e latência reduzida.
2. Velocidade:O cache interno é normalmente muito mais rápido que o cache externo e a memória principal devido à sua estreita integração com a CPU.
3. Capacidade:O cache interno geralmente tem capacidade menor em comparação ao cache externo e à memória principal. Ele foi projetado para armazenar dados e instruções usados ​​com frequência para minimizar a necessidade de acessar componentes de memória mais lentos.
4. Acesso a dados:O cache interno armazena dados e instruções acessados ​​com frequência que provavelmente serão necessários para a CPU em um futuro próximo. Ajuda a reduzir o tempo médio de acesso à memória, mantendo as informações comumente usadas prontamente disponíveis.
5. Níveis de cache interno:Os processadores geralmente têm vários níveis de cache interno, como L1 (mais próximo da CPU), L2 e às vezes até níveis de cache L3. Cada nível possui características próprias de capacidade e velocidade de acesso.
6. Volatilidade:O cache interno é uma memória volátil, o que significa que seu conteúdo é perdido quando a fonte de alimentação é desligada.

Cache Externo:
Também conhecido como cache off-chip ou cache de último nível (LLC), o cache externo é uma camada de memória de alta velocidade que fica entre a CPU e a memória principal do sistema. Normalmente está localizado na placa-mãe ou em um módulo de cache separado.

1. Proximidade:O cache externo está mais distante dos núcleos da CPU do que o cache interno, mas mais próximo do que a memória principal.
2. Velocidade:O cache externo é mais rápido que a memória principal, mas não tão rápido quanto o cache interno devido à distância adicional e aos possíveis gargalos entre a CPU e o cache externo.
3. Capacidade:O cache externo geralmente tem capacidade maior em comparação ao cache interno. Ele serve como um local de armazenamento intermediário para dados que estão sendo processados ​​ativamente ou acessados ​​com frequência pela CPU.
4. Acesso a dados:O cache externo armazena dados que provavelmente serão necessários em um futuro próximo, mas não tão imediatamente quanto os dados do cache interno.
5. Níveis de cache externo:Semelhante ao cache interno, pode haver vários níveis de cache externo, como L3, L4, etc., com níveis crescentes normalmente mais distantes da CPU e maiores em tamanho.
6. Volatilidade:O cache externo pode ser volátil ou não volátil. Os caches externos voláteis perdem seu conteúdo quando há falta de energia, enquanto os caches não voláteis retêm dados mesmo quando a energia é desligada.

Em resumo, as principais diferenças entre cache interno e externo residem na proximidade da CPU, velocidade, capacidade, padrões de acesso a dados e características de volatilidade. O cache interno é mais rápido, menor e mais próximo da CPU, enquanto o cache externo é mais lento, maior e está localizado mais longe da CPU. Ambos os caches servem ao propósito de reduzir a latência e melhorar o desempenho geral do sistema, armazenando dados e instruções acessados ​​com frequência mais próximos das unidades de processamento.