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La mémoire cache L3 n'est implantée que les processeurs les plus performants comme les Itanium II. Les K6-3 sont les premiers à l'avoir utilisé en utilisant un cache L2 interne sur des cartes mères (K6-2) qui utilisaient déjà un L2 externe. Comme les anciens L2, il a le plus souvent été géré par un contrôleur indépendant du processeur. Néanmoins, cette méthode ralentit le traitement. Actuellement, les caches L3 sont utilisés dans quasiment les processeurs multi-cores d'une manière différente puisqu'elles servent de mémoire partagée. On les retrouve dans les Itanium (jusque 9 MB), les Xeon (1 ou 2 MB depuis la version MP), ... Chez AMD, ils sont utilisés depuis les Phenom 3X et 4X mais pas dans les Athon 64 X2.
Termes associés: Langages en assembleur - cache L1
Architectures internes des microprocesseurs: pipeline et superpipeline (décomposition du traitement des instructions), Superscalaire (plusieurs instructions simultanément)
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