Cache（缓存）就是 CPU 和内存之间的“中间存储层”，用来加速数据访问。
为什么需要 Cache？
-
CPU 很快（GHz，每秒几十亿次操作），
-
内存 RAM 相对慢（纳秒级），
-
如果 CPU 每次都要等内存取数，就会“饿死”。
👉 所以在 CPU 内部和内存之间放一层 小而快的 Cache，存储近期常用的数据。
Cache 的特点
-
位置：在 CPU 芯片上，离核心非常近。
-
速度：比内存快很多（接近寄存器），但比寄存器慢。
-
容量：比 RAM 小很多（通常几 MB ~ 几十 MB）。
-
原理：利用 局部性原理：
-
时间局部性：刚访问过的数据，很可能马上还会用。
-
空间局部性：访问某个地址附近的数据，很可能也会用。
-
Cache 的层次
通常有三级缓存：
-
L1 Cache：离 CPU 最近，速度最快（几十 KB，几纳秒）。
-
L2 Cache：比 L1 大，速度稍慢（几百 KB ~ 几 MB）。
-
L3 Cache：多个核心共享，容量更大（几 MB ~ 几十 MB）。
内存层次示意
寄存器 (最快, 1ns, 几十字节)
↓
L1 Cache (几十KB, ~3ns)
↓
L2 Cache (几百KB~几MB, ~10ns)
↓
L3 Cache (几MB~几十MB, ~30ns)
↓
内存 RAM (几GB~几十GB, ~100ns)
↓
硬盘 SSD/HDD (几百GB~几TB, 毫秒级)