Cache Level 3 atau L3 adalah memori khusus yang bekerja bersama-sama dengan cache L1 dan L2 untuk meningkatkan kinerja komputer. L1, L2 dan L3 cache adalah cache unit pemrosesan komputer (CPU), dibandingkan dengan jenis cache lain dalam sistem seperti cache hard disk. Cache CPU memenuhi kebutuhan mikroprosesor dengan mengantisipasi permintaan data sehingga instruksi pemrosesan diberikan tanpa penundaan. Cache CPU lebih cepat daripada memori akses acak (RAM), dan dirancang untuk mencegah kemacetan dalam kinerja.
Ketika permintaan dibuat dari sistem, CPU memerlukan instruksi untuk mengeksekusi permintaan itu. CPU bekerja berkali-kali lebih cepat daripada RAM sistem, jadi untuk mengurangi penundaan, cache L1 memiliki bit data siap pakai yang diantisipasi akan dibutuhkan. Cache L1 sangat kecil, yang memungkinkannya menjadi sangat cepat. Jika instruksi tidak ada di cache L1, CPU memeriksa L2, kumpulan cache yang sedikit lebih besar, dengan latensi yang sedikit lebih lama. Dengan setiap kehilangan cache, itu terlihat ke tingkat cache berikutnya. Cache L3 bisa jauh lebih besar dari L1 dan L2, dan meskipun juga lebih lambat, masih jauh lebih cepat daripada mengambil dari RAM.
Dengan asumsi instruksi yang diperlukan ditemukan di cache L3 (cache hit), bit data mungkin dikeluarkan dari cache L1 untuk menyimpan instruksi baru jika diperlukan lagi. Cache L3 kemudian dapat menghapus baris instruksi itu karena sekarang berada di cache lain (disebut sebagai cache eksklusif), atau mungkin bertahan pada salinan (disebut sebagai cache inklusif), tergantung pada desain CPU.
Misalnya, pada November 2008 AMD® merilis chip Shanghai quad-core mereka. Setiap inti memiliki cache L1 dan L2 sendiri, tetapi inti berbagi cache L3 yang sama. L3 menyimpan salinan item yang diminta jika inti yang berbeda membuat permintaan berikutnya.
Arsitektur untuk cache multi-level terus berkembang. Cache L1 dulunya berada di luar CPU, dibangun ke dalam motherboard, tetapi sekarang cache L1 dan L2 biasanya dimasukkan ke dalam die CPU. Cache L3 biasanya sudah terpasang di motherboard, tetapi beberapa model CPU sudah menyertakan cache L3. Keuntungan memiliki cache on-board adalah lebih cepat, lebih efisien dan lebih murah daripada menempatkan cache terpisah pada motherboard.
Mengambil instruksi dari cache lebih cepat daripada memanggil RAM sistem, dan desain cache yang baik sangat meningkatkan kinerja sistem. Desain dan strategi cache akan berbeda di berbagai motherboard dan CPU, tetapi semuanya sama, lebih banyak cache lebih baik.