L1L2L3välimuistit

L1L2L3 välimuistit ovat suorittimen muistihierarkian keskeisiä tasoja, joiden tehtävänä on nopeuttaa ohjelmien ohjeiden ja datan saatavuutta. Ne tallentavat usein käytettyjä tietoja lähempänä suoritinta, jolloin päämuistin latenssia saadaan pienemmäksi ja suorituskyky sekä energiatehokkuus paranevat.

L1-välimuisti on nopein ja pienin taso. Se jaetaan yleensä ohjeiden L1i- ja tietojen L1d-välimuistiin. L1 sijaitsee suoraan ytimen sisällä ja tarjoaa erittäin alhaiset latenssit. Koko on tyypillisesti noin 16–64 kilotavua per osa.

L2-välimuisti on suurempi ja hieman hitaampi kuin L1. Se voi olla per-ydin tai jaettu, ja sen koko on tyypillisesti satoja kilotavua tai useita megatavuja per ydin, riippuen arkkitehtuurista.

L3-välimuisti on suurin ja usein jaettu kaikkien ytimien kesken. Sen koko on useista megatavuista kymmeniin megatavuihin, ja latenssi on suurempi kuin L1/L2:lla, mutta silti merkittävästi pienempi kuin päämuistilla. L3 toimii usein välimuistina eri ytimien välillä, parantaen koko järjestelmän tietojen jakamista.

Välimuistien toiminta perustuu yhteenkuuluvuuteen ja tehokkaisiin politiikkoihin, kuten write-back ja write-allocate, sekä eheysmekanismeihin MESI-protokollan avulla. Kun dataa tarvitaan, suoritin hakee sitä L1:stä; jos sitä ei siellä ole, siirrytään L2:aan, L3:aan ja lopulta päämuistiin. Tämä hierarkia on keskeinen tekijä nykyaikaisten prosessorien suorituskyvyssä.