Centrinio procesoriaus (CPU) talpykla yra laisvosios kreipties atminties (RAM), kuri yra tiesiogiai įmontuota pačiame kompiuterio mikroprocesoriuje, ir yra pažymėta kaip L1 talpykla. Kita CPU talpyklos atmaina – ribotos talpos L2 statinės RAM (SRAM) lustai pagrindinėje plokštėje. Abu šie atminties tipai yra pirmieji, kuriuos mikroprocesorius pasiekia vykdydamas įprastas instrukcijas prieš naudojant standartinę RAM atmintį, ir tai pagerina procesorius.
Centrinio procesoriaus talpyklos talpinimo mikroprocesoriuose, kad būtų galima nedelsiant pasiekti atmintį, siekiant pagreitinti procesoriaus prieigą prie duomenų, praktika buvo vykdoma nuo 80486 kompiuterio procesoriaus, pagaminto 1989 m., sukūrimo, kuriame buvo įmontuotas elementarus L1 talpyklos registras. Didesni L2 talpyklos lygiai, kurie buvo tiesiogiai integruoti į procesoriaus funkcijas, buvo pradėti naudoti 1995 m. Nuo 2011 m. kai kuriose kompiuterių sistemose, žinomose kaip L3, taip pat egzistuoja trečiasis procesoriaus laikinosios atminties lygis, kuris pasiekiamas prieš pagrindinę sistemos RAM atmintį. naudojamas pats. Kiekvienas talpyklos lygis yra suprojektuotas taip, kad būtų didesnis ir lėtesnis, nes jo atstumas nuo mikroprocesoriaus didėja. Ankstyviausi L1 procesoriaus talpyklos lygiai buvo 8 kilobaitų dydžio, o L2 talpykla 2007 m. įrenginiuose jau viršijo 6 megabaitų dydžio ribą, o kai kuriose sistemose nuo 2011 m. buvo įtrauktas L4 talpyklos buferis, kurio dydis siekė iki 64 megabaitų.
Didelės spartos, mažo tūrio talpyklos atminties funkcija mikroprocesoriams yra susijusi su tuo, kaip jie vykdo instrukcijas. Kadangi mikroprocesorius atlieka operacijas, jis tradiciškai turi siųsti duomenų užklausas į pagrindinę atmintį per sistemos magistralę. Kompiuteriniu požiūriu tai labai lėtas procesas, todėl procesoriaus dizaineriai sukūrė sparčiuosius klavišus duomenims, kuriuos pakartotinai pasiekia mikroprocesorius. Kai dažnai pasiekiami duomenys jau įkeliami į procesoriaus talpyklą, mikroprocesorius gali atlikti operacijas daug greičiau ir efektyviau. Dėl šios priežasties ši centrinio procesoriaus atmintis dažnai vadinama instrukcijų talpykla arba duomenų talpykla, kur ji tiesiogiai susieta su paties kompiuterio mikroprocesoriaus ir aparatinės įrangos funkcijomis. Priešingai, didžioji dalis duomenų, saugomų standartinėje kompiuterio RAM, yra programinės įrangos talpykla, skirta daugeliui programų, kurias kompiuteris veikia vienu metu.
L1 talpykla taip pat dažnai vadinama apsaugota atmintimi arba atmintimi su nerašymo paskirstymu, nes šioje talpykloje saugomi duomenys yra būtini kompiuterio funkcijai. Jei jis netyčia bus perrašytas, kompiuteris gali patirti bendrą apsaugos gedimą, kai jis bus priverstas išsijungti ir paleisti iš naujo, kad išvalytumėte sugadintą procesoriaus talpyklą. Įvairių lygių procesoriaus talpykloje yra rašymo buferio funkcija, kurioje jie įrašys ten saugomus duomenis atgal į pagrindinę atmintį, kad atlaisvintų vietos talpykloje, kai dažniau pasiekiamoms operacijoms apdorojimo metu turi būti suteiktas didesnis prioritetas.
Didelis procesoriaus talpyklos kiekis padidins mikroprocesoriaus našumą tiek, kad jis gali pralenkti greitesnį procesorių, kurio sistemoje yra mažiau talpyklos atminties. Priekinės pusės magistralės (FSB) greitis taip pat turi įtakos mikroprocesoriaus veikimui. Paprastai magistralės greitis tradiciškai buvo kliūtis dėl asmeninių kompiuterių (asmeninių kompiuterių) našumo charakteristikų, kai apdorojimas turi būti nukreipiamas pirmyn ir atgal per magistralę į atmintį. 2011 m. dideli FSB rodikliai Core 2 procesoriams yra 1,600 1,600 megahercų arba XNUMX XNUMX milijonų ciklų per sekundę kompiuterių instrukcijų rinkinių.