Эксклюзивная и не эксклюзивная кэш-память

В случае не эксклюзивной кэш-памяти, информация на всех уровнях кэширования дублируется. Таким образом, кэш-память L2 содержит данные, которые уже находятся в кэш-памятях L1К и L1D, а кэш-память L3 содержит полную копию всего содержимого кэш-памяти L2 (и, соответственно, кэш-памятей L1К и L1D).

Эксклюзивная кэш-память, в отличие от не эксклюзивной кэш-памяти, предусматривает чёткое разграничение: если информация содержится на каком-то уровне кэш-памяти — то на всех остальных уровнях она отсутствует.

Плюс эксклюзивной кэш-памяти очевиден: общий размер кэшируемой информации равен суммарному объёму кэш-памятей всех уровней — а у не эксклюзивной кэш-памяти размер кэшируемой информации (в худшем случае) равен объёму самого большого (по размеру и по номеру) уровня кэш-памяти.

Минус эксклюзивной кэш-памяти менее очевиден, но он есть: необходим специальный механизм, который следит за собственно «эксклюзивностью».

В ядрах процессоров фирмы Intel используется концепция не эксклюзивной кэш-кэш-памяти, а в ядрах процессоров фирмы AMD – концепция эксклюзивной кэш-памяти. В целом, наблюдается классическое противостояние между объёмом и скоростью: за счёт эксклюзивности, при одинаковых объёмах кэш-памятей L1/L2 у ядер процессоров фирмы AMD общий размер кэшируемой информации получается больше — но при этом он работает медленней (задержки, вызванные наличием механизма обеспечения эксклюзивности).

Недостатки не эксклюзивной кэш-памяти фирма Intel компенсирует просто, но весомо - наращивая ее объёмы. Для наиболее производительных процессоров данной фирмы стала нормой кэш-память L3 с объёмом (2.0 – 2.5)М байт на одно ядро.

В ядрах процессоров фирмы AMD кэш-память второго уровня L2 имеет объем 512К байт на каждое из ядер, а кэш-память третьего уровня L3 немного меньшая по сравнению с аналогичной кэш-памятью в процессорах фирмы Intel.

Начиная с 2015 г. во всех новых процессорах фирма AMD использует концепцию не эксклюзивной кэш-памяти