CPUを選ぶ際にキャッシュメモリー容量の大きさは重要?

最終更新日 2021年04月15日

CPUを選ぶ際にキャッシュメモリー容量の大きさは重要なのか

はじめに結論だけを簡易に書くと、CPUの性能を重視して選ぶならキャッシュメモリー容量の大きさは重要です。

CPUのブランド(Core i9,Core i7,Core i5,Core i3等)、コア数、スレッド数、クロック周波数、これらCPUの性能へ大きく影響する仕様に注目して選べば、自然とキャッシュメモリー容量が大きいCPUを選ぶことになります。

原則的には、CPUを選ぶ際はキャッシュメモリーの大きさを確認しなくてもよいです。

CPUのキャッシュメモリーとは何か

キャッシュメモリーはCPU内部にあるメモリーであり、CPUが利用する頻度が高いデータを一時的に保存しておくためにあります。

メインメモリーも同様な役割を担っていますが、最も利用頻度が高いデータがキャッシュメモリーに保存され、その次に利用頻度が高いデータがメインメモリーに保存されます。

CPUからキャッシュメモリーへアクセスするのにかかる時間はメインメモリーよりも短く、CPUはキャッシュメモリーを活用することで処理速度の向上を実現しています。

CPUのキャッシュメモリー容量が大きいほど性能が高いのか

CPUはキャッシュメモリーの容量が大きいほど、利用頻度が高いデータを保存できる量が大きくなるため、CPUの処理速度が向上し性能が高くなります。

性能を重視してCPUを選ぶならキャッシュメモリー容量の大きさが重要になってきます。

CPUのキャッシュメモリー容量は選択の幅が狭いのか

CPUの性能を重視するのであればキャッシュメモリー容量が大きいCPUを選びたいところですが、キャッシュメモリー容量に関してはあまり選択の幅は広くありません。

性能が高いCPUほどキャッシュメモリー容量が大きい傾向がありますが、性能が低いCPUと比べるとキャッシュメモリー容量の差は小さいです。

メインメモリーの容量は1枚のみでも選択の幅は広く、複数枚も含めれば4GBも選べれば128GB、さらにもっと大きな容量も選べますが、CPUのキャッシュメモリー容量では選択の幅は狭いです。

CPUのキャッシュメモリー容量は大きいほどよいわけではないのか

CPUのメーカーは、製造コスト、消費電力、性能を考え、キャッシュメモリーの容量はどれくらいがベストなのか決めており、キャッシュメモリーの容量を大きくすればするほどよいわけではありません。

キャッシュメモリー容量を大きくすると、以下に記載するデメリットが大きくなります。

CPUのキャッシュメモリー容量を大きくするほど、CPU内部を占有するスペースが広くなり製造コストが上昇し、CPUの消費電力が高くなります。

これらのデメリットが問題にならないとしても、キャッシュメモリーは容量が大きくなるほどデータ読み書きにかかる時間が長くなり性能低下につながりますので、キャッシュメモリー容量は大きいほどよいわけではありません。

最近のCPUのキャッシュメモリーは階層構造になっており、小容量の1次キャッシュメモリー(L1キャッシュメモリー)、中容量の2次キャッシュメモリー(L2キャッシュメモリー)、大容量の3次キャッシュメモリー(L3キャッシュメモリー)が搭載されています。(2019/05/09時点)

CPUによっては3次キャッシュメモリーがないというように階層数が異なり、階層数が多いほど性能向上に有利に働くため、性能が高いCPUほど階層数が多い傾向があります。

このような階層構造にする理由の一つが、キャッシュメモリーは容量が大きくなるほどデータ読み書きにかかる時間が長くなるためです。

データ読み書きにかかる時間が短い順に並べると、1次キャッシュメモリー、2次キャッシュメモリー、3次キャッシュメモリーとなりますが、最もデータ読み書きの頻度が高くなるデータを1次キャッシュメモリーに保持、次にデータ読み書き頻度が高くなるデータを2次キャッシュメモリー、その次にデータ読み書き頻度が高くなるデータを3次キャッシュメモリーに保持することで、CPUの性能を向上させています。

1次、2次、3次、どのキャッシュメモリーも容量を大きくすればするほどよいわけではありません。

CPUのキャッシュメモリー容量を気にせずに選んでもよいのか

以上の理由により、CPUのキャッシュメモリー容量は横並びであり、基本的にキャッシュメモリー容量のみで差別化されていませんので、CPUを選ぶ際はキャッシュメモリー容量を気にせずに選んでもよいです。

例えば、クロック周波数等のキャッシュメモリー容量以外の仕様がほぼ同じで、キャッシュメモリー容量だけ異なるCPUがラインナップに用意されていることは少ないです。

厳密にはCPUはキャッシュメモリー容量のみで差別化されることがあり、キャッシュメモリー容量以外の仕様がほぼ同じCPUが発売されることがありますが、体感できるほどの性能差は出ません。

いろんなCPUを比較するとキャッシュメモリー容量に結構差が見られることがありますが、新しいCPUでは古いCPUと比べてキャッシュメモリー容量が増加した、新しいCPU同士でもコア数の差によりキャッシュメモリー容量にも差が出た等、このような場合にCPUを比較する際はキャッシュメモリー容量以外の仕様が重要になってきます。


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