Tason 1 tai L1 välimuisti on erityinen, erittäin nopea muisti, joka on rakennettu keskusyksikköön (CPU), joka helpottaa tietokoneen suorituskykyä. Lataamalla usein käytetyt tietobitit L1 -välimuistiin tietokone voi käsitellä pyyntöjä nopeammin. Useimmissa tietokoneissa on myös L2- ja L3 -välimuisti, jotka ovat hitaampia kuin L1 -välimuisti, mutta nopeammat kuin RAM -muisti.
Kun pyydämme ohjelmia tai tiedostoja tavalliselta levyn kiintolevyltä, laitteen on etsittävä tiedot sisäisiltä levyiltä liu’uttamalla pään mekanismi levyjen poikki, suunnilleen sama kuin neula lukee äänitteitä. Levyasemassa on kuitenkin useita levyjä ja pää on magneettinen, ja se lukee erittäin nopeasti. Siitä huolimatta tavallinen kiintolevy on tietokoneen hitain tallennuslaite, CD -asemat syrjään.
Pidämme RAM -muistia yleensä nopeana, koska se on paljon nopeampi kuin kiintolevyt. RAM on väliaikainen säilytysalue, joka aktivoituu tietokoneen käynnistyksen yhteydessä. Tietokoneissa on yleensä 1-4 gigatavua (Gt) RAM-muistia. Kun lataat usein kysyttyjä ohjelmia, tiedostoja, kuvia ja muita kohteita RAM -muistiin, tietokoneen ei tarvitse etsiä kiintolevyä saadakseen tietoja myöhemmistä pyynnöistä.
Vaikka tämä on hyvä strategia, suoritin voi toimia nopeammin kuin RAM-muisti, ja nopeuttaaksesi asioita saatat ajatella L1-, L2- ja L3-välimuistia välivaiheina, jotka ennakoivat mitä RAM-muistia koskevia pyyntöjä odotetaan. valmis. Kun pyyntö tulee, CPU tarkistaa ensin L1 -välimuistin ja sen jälkeen L2- ja L3 -välimuistin (jos on). Jos suoritin löytää pyydetyt tiedot välimuistista, se on välimuistin osuma, ja jos ei, se on välimuistin puute ja RAM -muistia etsitään seuraavaksi ja sen jälkeen kiintolevyä. Tavoitteena on maksimoida osumat ja minimoida suorituskykyä hidastavat virheet.
Vaikka L1 -välimuisti on nykyään sisäänrakennettu suorittimiin, se saattaa sijaita myös vanhempien tietokoneiden suorittimen rinnalla. L2 -välimuisti voidaan rakentaa suorittimeen tai olla emolevyssä yhdessä L3 -välimuistin kanssa. Joissakin tapauksissa L3 -välimuisti sisällytetään myös suorittimeen. Toisin kuin RAM, välimuisti ei ole laajennettavissa.