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最近，我对面向数据的设计产生了兴趣。到目前为止，我已经阅读了一些关于该主题的文章和出版物。我了解缓存是如何工作的以及它是如何构建的（通常是抽象的）L1、L2、L3，什么是缓存行，什么是 N 路关联，为什么缓存如此高效等等。不幸的是，我在理论上理解这一切，看例子我不能理解它们。另外，我不能将它合二为一，因此我的问题。

我在互联网上遇到了一个例子（http://igoro.com/archive/gallery-of-processor-cache-effects/）（Example3 -> code belowe）。

我的问题：

我不明白为什么性能会随着数组大小的增加而降低（参见链接中的图片）。

毕竟，缓存行是 64 字节（我在某处读到这是大小），所以它应该总是适合 L1。我不明白数据大小和给定缓存级别之间的关系，因为缓存行是 64 字节 + 预取器 256 字节（我在某处读到这是大小），所以一切都适合 L1。（如果缓存线很忙，那么我们可以删除它并添加一个新的需要的缓存线。）。

int steps = 64 * 1024 * 1024; // Arbitrary number of steps
int lengthMod = arr.Length - 1;
for (int i = 0; i < steps; i++)
{
    arr[(i * 16) & lengthMod]++; // (x & lengthMod) is equal to (x % arr.Length)
}

图像、性能结果

你可以看到在 32kB 和 4MB 之后明显下降——这是我机器上 L1 和 L2 缓存的大小。

另外：我不明白如何将数据加载到缓存中。我们假设所需的数据不在缓存的任何级别，并且整个缓存是空的。

数据会先加载到 L3，然后再加载到 L2 和 L1（如果合适的话）？还是只达到L1？

我想答案尚不清楚，取决于 CPU 和缓存设计，但如果有人能以某种一般方式描述它，我将不胜感激。

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