Pamięć podręczna poziomu 2 lub L2 jest częścią wielopoziomowej strategii przechowywania, która ma na celu poprawę wydajności komputera. Obecny model wykorzystuje do trzech poziomów pamięci podręcznej, określanych jako L1, L2 i L3, z których każdy wypełnia lukę między bardzo szybką jednostką przetwarzania komputera (CPU) a znacznie wolniejszą pamięcią o dostępie swobodnym (RAM). Podczas gdy projekt ewoluuje, pamięć podręczna L1 jest najczęściej wbudowana w procesor, podczas gdy pamięć podręczna L2 jest zwykle wbudowana w płytę główną (wraz z pamięcią podręczną L3, jeśli jest obecna). Jednak niektóre procesory zawierają teraz pamięć podręczną L2, a także pamięć podręczną L1, a kilka nawet zawiera pamięć podręczną L3.
Zadaniem pamięci podręcznej procesora jest przewidywanie żądań danych, tak aby po kliknięciu przez użytkownika często używanego programu, na przykład, instrukcje wymagane do uruchomienia tego programu były gotowe, przechowywane w pamięci podręcznej. W takim przypadku procesor może bezzwłocznie przetworzyć żądanie, drastycznie poprawiając wydajność komputera. Procesor najpierw sprawdzi pamięć podręczną L1, a następnie pamięć podręczną L2 i L3. Jeśli znajdzie potrzebne bity danych, jest to trafienie w pamięć podręczną, ale jeśli pamięć podręczna nie przewiduje żądania, procesor traci pamięć podręczną i dane muszą być pobierane z wolniejszej pamięci RAM lub dysku twardego, który jest nadal wolniejszy .
Ponieważ zadaniem pamięci podręcznej procesora jest przechowywanie bitów danych, można się zastanawiać, dlaczego istnieje więcej niż jeden poziom pamięci podręcznej. Po co w ogóle mieć pamięć podręczną L2, a tym bardziej L3, skoro można po prostu powiększyć pamięć podręczną L1?
Odpowiedź brzmi: im większa pamięć podręczna, tym dłuższe opóźnienie. Małe pamięci podręczne są szybsze niż duże pamięci podręczne. Aby zoptymalizować ogólną wydajność, najlepszy wynik uzyskuje się, gdy ma najmniejszą i najszybszą pamięć podręczną bezpośrednio do samego procesora, a następnie nieco większą pulę pamięci podręcznej L2 i jeszcze większą pulę pamięci podręcznej L3. Chodzi o to, aby zachować najczęściej używane instrukcje w L1, z pamięcią podręczną L2 przechowującą kolejne najprawdopodobniej potrzebne bity danych, a następnie L3. Jeśli procesor musi przetworzyć żądanie, którego nie ma w pamięci podręcznej L1, może szybko sprawdzić pamięć podręczną L2, a następnie L3.
Projektowanie pamięci podręcznej jest kluczową strategią na wysoce konkurencyjnym rynku mikroprocesorów, ponieważ jest bezpośrednio odpowiedzialne za poprawę wydajności procesora i systemu. Wielopoziomowa pamięć podręczna jest wykonana z droższych układów statycznej pamięci RAM (SRAM) w porównaniu z tańszymi układami dynamicznej pamięci RAM (DRAM). DRAM i synchroniczne układy DRAM (SDRAM) to to, co zwykle nazywamy po prostu pamięcią RAM. Nie należy mylić chipów SRAM i SDRAM.
Patrząc na nowe komputery, sprawdź ilość pamięci podręcznej L1, L2 i L3. Wszystko inne jest równe, system z większą pamięcią podręczną procesora będzie działał lepiej, a synchroniczna pamięć podręczna jest szybsza niż asynchroniczna.