in linq por que as chamadas subseqüentes de IEnumerable.Intersect muito mais rápido

enquanto olha para esta pergunta C # Semelhanças de duas matrizes observou-se que a chamada linq inicial era significativamente mais lenta que as chamadas subseqüentes. O que está sendo armazenado em cache que está fazendo tanta diferença? Estou interessado em saber quando podemos alcançar esse tipo de comportamento (talvez aqui seja simplesmente porque as mesmas listas são usadas repetidamente

    static void Main(string[] args)
    {
        var a = new List<int>() { 7, 17, 21, 29, 30, 33, 40, 42, 51, 53, 60, 63, 66, 68, 70, 84, 85, 91, 101, 102, 104, 108, 109, 112, 115, 116, 118, 125, 132, 137, 139, 142, 155, 163, 164, 172, 174, 176, 179, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 192, 197, 206, 209, 234, 240, 244, 249, 250, 252, 253, 254, 261, 263, 270, 275, 277, 290, 292, 293, 304, 308, 310, 314, 316, 319, 321, 322, 325, 326, 327, 331, 332, 333, 340, 367, 371, 374, 403, 411, 422, 427, 436, 440, 443, 444, 446, 448, 449, 450, 452, 455, 459, 467, 470, 487, 488, 489, 492, 494, 502, 503, 505, 513, 514, 522, 523, 528, 532, 534, 535, 545, 547, 548, 553, 555, 556, 565, 568, 570, 577, 581, 593, 595, 596, 598, 599, 606, 608, 613, 615, 630, 638, 648, 661, 663, 665, 669, 673, 679, 681, 685, 687, 690, 697, 702, 705, 708, 710, 716, 719, 724, 725, 727, 728, 732, 733, 739, 744, 760, 762, 775, 781, 787, 788, 790, 795, 797, 802, 806, 808, 811, 818, 821, 822, 829, 835, 845, 848, 851, 859, 864, 866, 868, 875, 881, 898, 899, 906, 909, 912, 913, 915, 916, 920, 926, 929, 930, 933, 937, 945, 946, 949, 954, 957, 960, 968, 975, 980, 985, 987, 989, 995 };
        var b = new List<int>() { 14, 20, 22, 23, 32, 36, 40, 48, 63, 65, 67, 71, 83, 87, 90, 100, 104, 109, 111, 127, 128, 137, 139, 141, 143, 148, 152, 153, 157, 158, 161, 163, 166, 187, 192, 198, 210, 211, 217, 220, 221, 232, 233, 236, 251, 252, 254, 256, 257, 272, 273, 277, 278, 283, 292, 304, 305, 307, 321, 333, 336, 341, 342, 344, 349, 355, 356, 359, 366, 373, 379, 386, 387, 392, 394, 396, 401, 409, 412, 433, 437, 441, 445, 447, 452, 465, 471, 476, 479, 483, 511, 514, 516, 521, 523, 531, 544, 548, 551, 554, 559, 562, 566, 567, 571, 572, 574, 576, 586, 592, 593, 597, 600, 602, 615, 627, 631, 636, 644, 650, 655, 657, 660, 667, 670, 680, 691, 697, 699, 703, 704, 706, 707, 716, 742, 748, 751, 754, 766, 770, 779, 785, 788, 790, 802, 803, 806, 811, 812, 815, 816, 821, 824, 828, 841, 848, 853, 863, 866, 870, 872, 875, 879, 880, 882, 883, 885, 886, 887, 888, 892, 894, 902, 905, 909, 912, 913, 914, 916, 920, 922, 925, 926, 928, 930, 935, 936, 938, 942, 945, 952, 954, 955, 957, 959, 960, 961, 963, 970, 974, 976, 979, 987 };
        var s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
        const int cycles = 10;
        for (int i = 0; i < cycles; i++)
        {
            s.Start();
            var z= a.Intersect(b);
            s.Stop();
            Console.WriteLine("Test 1-{0}: {1} {2}", i, s.ElapsedTicks, z.Count());
            s.Reset();
            a[0]=i;//simple attempt to make sure entire result isn't cached
        }

        for (int i = 0; i < cycles; i++)
        {
            var z1 = new List<int>(a.Count);
            s.Start();
            int j = 0;
            int b1 = b[j];
            foreach (var a1 in a)
            {
                while (b1 <= a1)
                {
                    if (b1 == a1)
                        z1.Add(b[j]);
                    j++;
                    if (j >= b.Count)
                        break;
                    b1 = b[j];
                }
            }
            s.Stop();
            Console.WriteLine("Test 2-{0}: {1} {2}", i, s.ElapsedTicks, z1.Count);
            s.Reset();
            a[0]=i;//simple attempt to make sure entire result isn't cached
        }

        Console.Write("Press Enter to quit");
        Console.ReadLine();
    }
}

, como solicitado por alguns - exemplo de saída:

Test 1-0: 2900 45
Test 1-1: 2 45
Test 1-2: 0 45
Test 1-3: 1 45

(o loop normal mostra apenas uma pequena diferença entre execuções consecutivas)

nota após alterações para chamara.Intersect(b).ToArray(); ao invés dejust a.Intersect(b); conforme sugerido por @kerem, os resultados se tornam:

Test 1-0: 13656 45
Test 1-1: 113 45
Test 1-2: 76 45
Test 1-3: 64 45
Test 1-4: 90 45 
...

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