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L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache क्या है?- L1, L2 और L3 कैश मेमोरी में क्या अंतर है?

L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache Memory Kya Hai:- दोस्तों पिछली पोस्ट में आप लोगों ने कैश मेमोरी के बारे में बहुत कुछ जाना था जैसे कि कैश मेमोरी क्या होती है? और कितने प्रकार की होती है? तथा यह भी जाना था कि कैश मेमोरी कैसे कार्य करती है? लेकिन आज हम लोग इस आर्टिकल के माध्यम से जानेगे कि L1 Cache Memory क्या है?, L2 Cache Memory क्या है?, L3 Cache Memory क्या है? तथा इन तीनो में क्या अंतर है?

जैसा कि आप सभी लोग जानते है कि Cache Memory एक हाई स्पीड सेमीकंडक्टर कंप्यूटर मेमोरी है जिसका उपयोग CPU की स्पीड तथा परफॉरमेंस को बढ़ने के लिए किया जाता है। कैश मेमोरी Primary Memory और Secondary Memory की तुलना में काफी महंगा होता है। लेकिन क्या आपको पता है कंप्यूटर में कैश मेमोरी का क्या उपयोग है? या हमें कैश मेमोरी की आवश्यकता क्यों पड़ती है?

तथा L1 कैश मेमोरी, L2 कैश मेमोरी और L3 कैश मेमोरी का साइज़ क्या होता है? येसी ही महत्वपूर्ण जानकारी आपको इस लेख में मिलेंगी इसलिए आपसे अनुरोध है कि इस आर्टिकल को ध्यानपूर्वक अंत तक जरुर पढ़े। तो आईए जानते है L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache के बारे में विस्तार से….

L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache क्या है?- Difference between L1 Cache, L2 Cache and L3 Cache Memory In Hindi
L1, L2 और L3 Cache क्या है?- Difference between L1 Cache, L2 Cache and L3 Cache Memory In Hindi




L1 Cache Memory क्या है?

यह कैश मेमोरी का पहला स्तर होता है इसलिए इसे Primary Cache Memory कहते है। L1 Cache ( Level 1 ) मेमोरी CPU चिप के साथ ही बनाई जाती है कहने का मतलब है कि यह मेमोरी सीपीयू चिप में ही फिक्स होती है इसी वजह से इसे Internal Cache Memory भी कहा जाता है।

Level 1 ( L1 Cache ) Memory की साइज़ कम होती है लेकिन स्पीड में RAM से 2 गुना फ़ास्ट होती है। जब भी CPU को किसी डाटा या निर्देश की जरुरत पड़ती है तो सीपीयू उस डाटा या निर्देश को सबसे पहले L1 कैश मेमोरी में ढूंढता है अगर वह डाटा Level 1 कैश में मिल जाता है तो L1 Cache उसे CPU को फॉरवर्ड कर देता है जिससे आपको वह डाटा तुरंत मिल जाता है।

CPU द्वारा दिए गए आवश्यक Instructions सर्वप्रथम इसी मेमोरी में खोजे जाते है। यदि आपका CPU Multicore Processor का है तो हर एक कोर का अपना एक L1 कैश होता है। यानि कि अगर आपका प्रोसेसर ड्यूल कोर का है तो हर एक कोर की अपनी एक L1 Cache Memory होती है। जिससे आपका कंप्यूटर / लैपटॉप फ़ास्ट कार्य कर पता है और समय की बचत होती है।

L1 ( Level 1 ) कैश मेमोरी को दो भागों में बांटा गया है।

  1. निर्देश कैश ( Instruction Cache )
  2. डाटा कैश ( Data Cache )
  • Instruction Cache ( निर्देश कैश ):- यह सीपीयू प्रोसेसिंग के लिए आवश्यक निर्देशों को स्टोर करने का कार्य करता है।
  • Data Cache ( डाटा कैश ):- यह सीपीयू प्रोसेसिंग में बार-बार उपयोग होने वाले डाटा को स्टोर करने का कार्य करता है।




CPU द्वारा माँगा गया डाटा अगर L1 ( Level 1 ) Cache Memory में नही मिलता तो इस स्थिति में इसे कैश मिस ( Cache Miss ) कहते है तब सीपीयू उस डाटा को आगे ढूँढने लगता है और उस डाटा को लेकर प्रोसेसिंग Continue रखता है।

 

L2 Cache Memory क्या है?

यह Cache Memory की दुसरे स्तर की कैश मेमोरी होती है इसलिए इसे Secondary Cache Memory कहते है। L2 Cache Memory CPU के Internal या External कही भी हो सकती है यदि L2 ( Level 2 ) Cache Memory CPU के बाहर होती है तो यह CPU में High Speed Bus द्वारा कनेक्ट होती है इसलिए इसे External Cache Memory ( सहायक कैश मेमोरी ) कहते है।

L2 Cache Memory का Size L1 Cache Memory से थोडा ज्यादा होता है इसलिए यह L1 Cache Memory की तुलना में ज्यादा डाटा स्टोर करती है लेकिन स्पीड L1 कैश से कम होती है फिर भी यह Main Memory ( RAM ) से अधिक फ़ास्ट होती है।

जब भी CPU द्वारा माँगा गया डेटा L1 Cache में नही मिलता है तो CPU Processor द्वारा वह डाटा या निर्देश L2 Cache में खोजा जाता है। अगर वह डेटा L2 ( Level 2 ) कैश में मिल जाता है तो वह डेटा L2 Cache से L1 Cache Memory और L1 कैश मेमोरी से CPU को फॉरवर्ड कर दिया जाता है।

यदि आपका CPU मल्टीकोर प्रोसेसर का है तो L1 कैश की भांति ही L2 कैश हर एक कोर में होता है। अगर सीपीयू द्वारा खोजा गया डाटा या निर्देश L2 Cache Memory में मिल जाता है तो इस स्थिति में इसे Cache Hit ( कैश हिट ) कहते है तथा उस डाटा को लेकर प्रोसेसिंग Continue रखता है।




L3 Cache Memory क्या है?

यह तीसरे लेवल की कैश मेमोरी होती है इसे L3 Cache या Level 3 Cache Memory के नाम से जाना है। L3 कैश मेमोरी सीपीयू के बाहर मौजूद होती है लेकिन Level 3 Cache Memory सभी प्रोसेसर में नही होती है यह कुछ हाई-एंड प्रोसेसर यानि कि Multicore Processors में होती है पर कुछ विशेष Computers में Level 4 कैश तक हो सकती है।

यह एक स्पेशल कैश मेमोरी होती है क्योकि L3 Cache Memory का उपयोग L1 Cache और L2 Cache की परफॉरमेंस बढ़ाने के लिए किया जाता है। Level 3 Cache Memory का Size L1 कैश मेमोरी और L2 कैश मेमोरी से ज्यादा होता है इसलिए यह डाटा को ज्यादा स्टोर करके रखती है लेकिन स्पीड में दोनों से कम होती है लेकिन L3 कैश मेमोरी की Speed DRAM से दोगुनी होती है।

L3 Cache Memory का साइज़ 1Mb से 40Mb तक हो सकता है। जब भी CPU द्वारा माँगा गया डेटा L1 Cache Memory और L2 Cache Memory में नही मिलता तो CPU उस डाटा को L3 Cache मेमोरी में खोजता है। अगर वह डेटा L3 कैश ( Level 3 ) में मिल जाता है तो वह डाटा L3 से होते हुए सीपीयू को फॉरवर्ड कर दिया जाता है।

जैसा कि आप सभी लोग जानते है की Multicore Processor वाले CPU में प्रत्येक Core के लिए एक अलग Dedicated L1 और L2 Cache होता है लेकिन सभी कोर के लिए केवल एक L3 Cache होता है कहने का मतलब है कि सभी Cores एक ही L3 कैश मेमोरी को आपस में शेयर करते है। ये Data के अनुरोध करने और अनुरोध प्राप्त होने में लगने वाले समय को कम करता है।

समझने वाली बात ये है की सीपीयू द्वारा माँगा गया डेटा या निर्देश जब तक सीपीयू को उपलब्ध नही हो जाता तब तक CPU उस डाटा को लेकर प्रोसेसिंग Continue रखता है। यानि कि फिर सीपीयू मेमोरी कंट्रोलर की हेल्प से उस डाटा या निर्देश को प्राइमरी मेमोरी ( RAM ) या सेकेंडरी स्टोरेज मेमोरी ( HDD, SDD ) में खोजेगा।




एक चीज और आपको पता होनी चाहिए कि Level 1 Cache Memory ही केवल Internal Cache Memory होती है बाकि सभी Levels की कैश मेमोरी External Cache Memory होती है।

 

L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache Memory का साइज़

कैश मेमोरी आकार
L1 Cache ( Level 1 )  2 KB से 128 KB
L2 Cache ( Level 2 ) 128 KB से 1 MB
L3 Cache ( Level 3 ) 1 MB से 8 MB

 

कैश मेमोरी के उपयोग ( Uses of Cache Memory In Hindi )

Users के लिए कंप्यूटर सिस्टम की परफॉरमेंस बहुत मायने रखती है जैसा कि आप सभी लोग जानते है कि CPU बहुत फ़ास्ट गति से कार्य करता है जिसके फलस्वरूप ही वह आपको आउटपुट देता है लेकिन इसके लिए उसे प्रोसेसिंग के दौरान उतने ही तेज गति से आवश्यक डेटा या निर्देश भी मिलने चाहिए तभी CPU अपनी क्षमता का पूर्ण उपयोग कर पायेगा।

आसान शब्दों में कहे तो किसी भी प्रक्रिया को CPU जितनी तेजी से और कुशलतापूर्वक से करेगा Computer की परफॉरमेंस उतनी ही बेहतर होगी। तो Cache Memory एक तरह से सीपीयू की परफॉरमेंस को बढाता है।

येसा इसलिए क्योकि कैश मेमोरी में बार-बार उपयोग किया हुआ डाटा या निर्देश अस्थायी रूप से स्टोर हो जाता है तथा इसके साथ ही यह मेमोरी सीपीयू की भांति बहुत ही फ़ास्ट होती है इसलिए इसे “CPU Cache Memory” भी कहा जाता है। इसका उपयोग हाई-स्पीड CPU के साथ गति और सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जाता है।

आप सोच रहे होंगे की प्रोसेसिंग के दौरान उपयोग होने वाला डाटा और निर्देश तो Main Memory ( RAM ) में Save होते है पर आपकी जानकारी के लिए बता दे कि RAM की डाटा रीड और राइट करने की गति CPU की गति से 5 से 10 गुना कम होती है जिसके कारण RAM सीपीयू की गति के अनुसार डाटा उपलब्ध नही करवा पाती।

Main Memory ( RAM ) के Slow होने के कारण CPU के डाटा प्रोसेसिंग की कार्य क्षमता को धीमा कर देता है तो इस समस्या को दूर करने के लिए CPU और RAM के बीच तीव्र गति वाली ( जिसकी गति लगभग CPU के बराबर ही होती है ) एवं कम स्टोरेज क्षमता वाली एक मेमोरी का उपयोग किया जाता है जिसे कैश मेमोरी कहते है।

कैश मेमोरी CPU चिप में ही मौजूद होती है इसलिए कैश मेमोरी का Access Time कम होता है और RAM की तुलना में अधिक तीव्र गति से कार्य करती है जिससे सीपीयू को जरुरी निर्देश जल्द ही प्राप्त होते है और Users को शीघ्र की आउटपुट प्राप्त हो जाता है।

Cache Memory उन Instructions/Data को Temporary Store करके रखती है जिनकी जरुरत CPU को बार-बार पढ़ती है अर्थात यूजर द्वारा जिस डाटा या निर्देश को बार- बार माँगा जाता है या उपयोग किया किया जाता है तो सीपीयू प्रोसेसिंग के दौरान कैश मेमोरी उस डाटा या निर्देश को अस्थायी रूप से स्टोर करके रख लेती है तथा जो डाटा बिल्कुल Useless होता है उससे रिप्लेस हो जाता है।

इन डाटा व् निर्देशों को सीपीयू तीव्र गति से एक्सेस करके अपनी पूर्ण क्षमता के साथ प्रोसेसिंग के कार्य को कुशलतापूर्वक पूरा कर देता है और Processing का कार्य पूरा होने के बाद कैश मेमोरी पुनः खाली कर दी जाती है।




Cache Memory CPU और RAM के बीच बफर के रूप में कार्य करती है। Cache Memory सीपीयू कोर से जुड़ने के लिए बैक साइड बस का उपयोग करती है जिसकी चौडाई लगभग 128 bit व 256 bit तक होती है। Back Side Bus की चोड़ाई जितनी अधिक होगी एक बार मे data transfer होने की सीमा उतनी बढ़ जाएगी।

यही कारण है कि Computer System / CPU की परफॉरमेंस को बेटर रखने के लिए या बढ़ाने के लिए Cache Memory का उपयोग किया जाता है। आशा करते है अब आप समझ ही गये होंगे की कंप्यूटर सिस्टम/सीपीयू में कैश मेमोरी की आवश्यता क्यों पड़ती है? तथा कैश मेमोरी के उपयोग क्या है?

 

कैश मेमोरी में क्या अंतर है? ( Difference Between L1 Cache, L2 Cache  & L3 Cache Memory )

क्र०सं० L1 कैश मेमोरी L2 कैश मेमोरी L3 कैश मेमोरी
1. Level 1 की कैश मेमोरी सबसे ज्यादा फ़ास्ट होती है बाकि मेमोरी की तुलना में Level 2 की कैश मेमोरी L3 कैश मेमोरी से फ़ास्ट होती है। L3 कैश मेमोरी का उपयोग L1 और L2 कैश मेमोरी की परफॉरमेंस को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
2. L1 कैश मेमोरी CPU चिप के साथ बनाई जाती है इसलिए इसे Internal Cache Memory कहते है। L2 कैश मेमोरी CPU के अन्दर या बाहर कही भी हो सकती है इसलिए इसे External Cache Memory कहते है। L3 कैश मेमोरी सीपीयू के बाहर मौजूद होती है इसे CPU में High Speed Bus द्वारा कनेक्ट किया जाता है।
3. Level 1 ( L1 ) Cache Memory की साइज़ 2 KB से 128 KB तक होती है इसलिए यह डाटा को कम स्टोर करके रख पाती है। Level 2 ( L2 ) Cache Memory की साइज़ 128 KB से 1 MB तक हो सकती है इसलिए यह डाटा या निर्देश को ज्यादा स्टोर करके रख पाती है। Level 3 ( L3 ) Cache Memory की साइज़ 1 MB से 8 MB या उससे अधिक भी हो सकती है।
4. Multicore Processor वाले CPU में हर एक कोर का अपना एक L1 कैश होता है। Multicore Processor वाले CPU में हर एक कोर का अपना एक L2 कैश होता है। Multicore Processor वाले CPU में सभी Cores एक ही L3 कैश मेमोरी को आपस में शेयर करते है।
5. लेवल 1 कैश मेमोरी RAM से 5 से 10 गुना फ़ास्ट कार्य करती है। इसकी स्पीड लेवल 2 कैश मेमोरी से कम होती है लेकिन Main Memory ( RAM ) से अधिक होती है। इसकी स्पीड L1 कैश और L2 कैश से कम होती है लेकिन इसकी Speed DRAM से दोगुनी होती है।




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निष्कर्ष

दोस्तों आज आपने जाना L1 Cache, L2 Cache और L3 Cache क्या है? और L1, L2 और L3 कैश मेमोरी में क्या अंतर है? आपको हमारा लेख सीपीयू में कैश मेमोरी की आवश्यता क्यों पड़ती है? हिंदी में पसन्द आया होगा। यदि आपके मन में इस लेख को लेकर कोई भी सवाल या सुझाव हैं तो आप नीचे कमेंट करके हमे बता सकते है। तथा इस लेख को अपने दोस्तों के साथ जरूर शेयर करें ताकि उन्हे भी कैश मेमोरी के बारे में जानकारी मिल जाएं।

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