为什么cpu都有3个缓存（它还能扩展CPU缓存那点事）

AMD的新一代锐龙呼之欲出，不过这次不是Zen4，而是在Zen3基础上增加缓存的产品，据说游戏性能可以提升15%。内存扩展咱们知道，CPU缓存还能扩展的吗？它又如何影响CPU性能呢？咱们今天就来说说这事儿吧。

CPU的缓存用途很容易理解，它们就像是做题时的草稿纸一样，记一些随时需要调用的数据，它分成几个层次，在CPU的每个核心里都有容量很小的存储单元，也就是一级缓存（L1 Cache），除了临时的计算数据之外，还可以用来保存一些指令。二级缓存也是每个核心都有，主要存放每个核心需要的临时数据，因为容量较大，所以只能放在核心旁边。

三级缓存出现的时间稍晚一些，它的主要功能是在多核处理器出现后，存放整个CPU所有核心的一些临时数据。因为所有核心都能访问它，而且容量很大，因此也是各个核心之间交换数据的方式。它的位置常常是脱离核心的，因此比每一个核心自己的一级、二级缓存要慢，但比系统内存快得多。

至于CPU缓存的容量变化，在近期的CPU中是比较少见了，但在之前可是很常见，比如在Intel奔腾2、AMD速龙竞争的时代，2级缓存一度是放在CPU芯片之外的，有时就是用二级缓存的容量、速度来区分不同等级的CPU，比如著名的赛扬266、赛扬300A。

奔腾2及放在CPU芯片外的二级缓存（红圈处）

赛扬266为了节约成本，降低价格，完全没有二级缓存

我们也正好可以从这几款产品上了解到缓存的作用。彻底取消了二级缓存的赛扬266玩大部分游戏都和奔腾2差别不大，但办公性能非常糟糕，这就是因为游戏更看重CPU的计算能力，而办公软件需要大量的数据临时调用。Intel不得不赶紧推出在CPU里集成少量二级缓存的赛扬300A，正因为它表现出色，让2级缓存直接集成在CPU中成为后来的常态设计。

再回到AMD的3D缓存上来，按理说在已经成型的CPU核心中增加缓存，最简单的方法是再增加一级，也就是四级缓存，这样对芯片的改动小、对缓存能力的要求低、对生产工艺的改变少。四级缓存也确实在一些芯片中存在，但实际使用基本上就是放在CPU旁边的较快内存，更适合服务器等数据量巨大的设备，对家用CPU的性能提升不大。

所以AMD这次用了相当复杂的工艺，比如在生产时预留大量的连通孔等，总之是把后来增加的缓存直接连到了CPU里，成了更大容量的三级缓存。由于Zen3架构的处理器采用多个独立芯片的设计，因此在相互通信和与内存通信中的延迟较大，更大的三级缓存可以把更多重要的数据存在“身边”，当然能提升性能。

至于性能提升幅度，AMD在发布这一技术的时候提到的是15%的游戏性能，如果从早年二级缓存增减的表现看，这么大的缓存给办公软件带来的提升应该更大，不知道是为了给大家留一个惊喜还是现在办公真的远没有游戏性能受重视，反正AMD没有明确公布，咱们只能到时候再看了。