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Un processore ha bisogno di elaborare istruzioni ed i dati cui fanno riferimento. Questi vengono immagazzinati nella cache, una memoria ad accesso velocissimo, dato che prenderli ogni volta dalla RAM comporterebbe una lentezza eccessiva.
La cache di primo livello è la più piccola, ma in virtù di ciò anche la più veloce. Generalmente, nei processori moderni la cache L1 viene suddivisa in cache per i dati e cache per il codice. Nei P4, ci sono 16 KB di cache L1 per i dati e uno spazio di 12000 istruzioni semi-compilate per il codice. Per gli Athlon64, ci sono 64 KB di cache L1 per i dati e 64 per il codice.
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