當你選購新的 CPU 時，可能會看到許多不同的規格項目，例如核心、時脈速度、TDP 和製程等。CPU 硬體的另一個重要方面是高速快取記憶體，它透過在 CPU 本身儲存頻繁存取的資料來加快效能。那麼問題來了，你常常看到 CPU 規格介紹上寫著 L1、L2 或是 L3，那這些快取有什麼區別？又是怎麼影響 CPU 效能呢？
L1、L2、L3 快取如何影響 CPU 效能？
CPU 快取的開發是為了滿足 20 世紀 80 年代處理器速度超過系統記憶體 （RAM）的需求。與早期的電腦相比，今日的 CPU 具有大量的高速快取，這是現代計算運行的一個重要方面。讓我們了解 CPU 快取的層次結構以及它如何影響 CPU 效能。
L1、L2、L3 快取有什麼區別？為什麼 CPU 需要它們？
在 20 世紀 80 年代之前，CPU 和 RAM 的速度都夠低，因此後者減慢前者的速度並不是一個大問題。然而，RAM 速度無法跟上 CPU 速度，因此需要更快的新型記憶體，這就是 CPU 高速快取發展的原因。這種內建記憶體比系統記憶體快得多（實際上大約快 10 到 100 倍），並且處理器不再需要等待從相對較慢的 RAM 中獲取資料。
現在，CPU 高速快取並不是同樣的，它存在三種（有時是四種）變體，即 L1、L2 和 L3。這三種變體之間的主要區別在於速度、容量和成本。雖然 L1 或主快取距離單一 CPU 核心最近，但 L2 快取距離核心稍遠，而 L3 快取距離核心最遠。
L1 快取是 CPU 核心上速度最快但最小的記憶體緩衝區，通常以 KB 為單位。 L1 快取儲存 CPU 在完成某些操作時最可能需要的資料，它比系統記憶體快大約 100 倍，是 CPU 取得所需資料的第一個地方。它又分為指令快取和資料快取。顧名思義，指令快取儲存要執行的操作的訊息，而資料快取儲存要執行操作的資料。
每個 CPU 核心都有自己的 L2 高速快取，就像 L1 高速快取一樣。在現代 CPU 上以 MB 為單位，L2 快取比 L1 快取慢，但仍比系統記憶體 （RAM）快 25 倍左右。 L2 快取幾乎總是大於 L1 快取，在大多數現代 CPU 上通常約為 6MB 至 12MB。極少系列處理器會採共用的 L2 快取，例如 Intel Jasper Lake Celeron 系列。
最後，L3 高速快取或末級高速快取是 CPU 中最慢但最大的記憶體緩衝區（仍比 RAM 快 10 倍）。與 L1 和 L2 快取不同，L3 快取在 CPU 的所有核心之間共用。在大多數現代 CPU 上，你通常會看到大約 24MB 至 36MB 的 L3 快取，而 AMD 的 Ryzen X3D 處理器可以配備高達 128MB 的 3D V-Cache（L3 的一種形式）。
CPU 如何利用各種快取？
電腦上各種形式的記憶體之間數據流如下：主儲存、系統記憶體（RAM）、L3 快取、L2 快取、L1 快取。當 CPU 需要存取資料以執行特定操作時，它會從可用的最快記憶體（L1 快取）開始，如果在 L1 快取中沒有找到它，則會進入 L2 快取，依序往下進入 L3 快取。
如果 CPU 在三層快取中的任何一層找到所需數據稱為「快取命中」。如果沒有，則會轉向系統記憶體，這就是沒有命中，稱為「快取誤失」。當然，最理想的情況就是 CPU 始終可以在 L1 快取中找到所需資料，然而不管 L2 還是 L3 快取也比 RAM 快得多，不會動用戶造成明顯的延遲。層層讀取數據的層級可以看下圖，從左至右。
CPU 快取旨在透過提供對越來越快的記憶體快取形式的存取來減少系統延遲。隨著 DDR5 RAM 的進步，RAM 速度變得更快，整體系統延遲正在下降，但 CPU 上的板載高速快取仍然是整個方程式中的關鍵因素。
現代 CPU 上的高速快取記憶體有多大作用？
幾乎所有現代 CPU 都具有足夠的 L1、L2 和 L3 快取來滿足日常操作的需求。此外，CPU 高速快取並不是決定 CPU 效能的唯一因素。然而，如果你正在尋求最高的遊戲性能並且根本不想妥協，那麼快取就變得比以往更加重要。由於 AMD 的 Ryzen X3D CPU，L3 快取對遊戲效能的重要性已成為熱門話題。
AMD 處理器（例如 Ryzen 7 5800X3D、Ryzen 7 7800X3D 和 Ryzen 7 9800X3D 等）具有大量快速 L3 快取，使它們能夠達到非 X3D CPU 上不可能達到的 FPS 數字。這就是使這些處理器成為迄今為止最好的遊戲 CPU 的原因。因此，簡而言之，即使沒有 AMD X3D CPU，你的遊戲 PC 也能完美運行，但如果能擁有一台，只要不是生產力狂人就不會後悔。
