【メモ】キャッシュについて

プログラミング初心者が、キャッシュについて学んだことをメモとしてまとめたものです。
もし間違いなどありましたら、ご指摘いただけると幸いです。

レジスタとキャッシュとメモリ

• レジスタは、演算器の横に付いてる一時的な記憶域
  X byte * 32~512本 (xは32bitとか64bitとか128bitとか）

• キャッシュは、演算器より外にあるKB~MBオーダの一時保存領域
  これを超えたらメモリに行く

• キャッシュは、Lxキャッシュがある(xは、1~4)

L2キャッシュには、昔の計算結果(c += a + b)が入る。
L1キャッシュには、計算結果の答えが入ったcが入る。

コアがたくさん存在するときにL3が必要になってくる。
２コア目以降は、１コア目にある変数の値をL2(?)まで取っていかなくても、L3に置いてあるから取ってくることができる。

最近ではL4キャッシュも存在する。
64コアとかになってくると、L3キャッシュで渋滞が起こるため、L4キャッシュを足している。

上の画像は以下のサイトより引用
https://www.hardwaretimes.com/future-amd-ryzen-and-epyc-cpus-may-feature-a-level-4-cache-l4/

キャッシュコヒーレンシ

計算機は、1秒間に30億回計算をやっても、バグが起こらない。それはキャッシュコヒーレンシと関係しているようである。

例えば、４番コアが計算結果cが欲しいといった場合、１番コアがL3のcを書き換えて、それをコア４が取ってくる。従って、L3が共有されたメモリリソースになっている（？）。
システム全体で共有リソースを更新して、キャッシュの内容に一貫性を保つようになっている。

どのようにキャッシュの内容を更新していくかなどを考えて、CPUの設計書を作っている会社がARMである。