CPUのキャッシュメモリー

最終更新日 2023年09月07日

基礎

CPUのキャッシュメモリーとは、CPUとメインメモリーの間でデータをやり取りする処理を高速化するためのメモリーです。略してキャッシュと呼ぶ場合があります。

キャッシュメモリーはメインメモリーよりも容量が小さいですが、データ読み書き速度が速いです。

CPU処理速度の向上

CPUが頻繁に読み込むデータをキャッシュメモリーにも保持しておくと、実際にCPUがそのデータを読み込むときはメインメモリーではなくキャッシュメモリーから読み込むので、CPUのデータ読み込みにかかる時間が短くなります。CPUがメインメモリーではなくキャッシュメモリーにデータを書き込むと、CPUのデータ書き込みにかかる時間が短くなります。キャッシュメモリーの方がデータ読み書き速度が速いためです。CPUのデータ読み書きにかかる時間が短くなると、CPUの処理速度が向上します。

レジスターとの違い

レジスターもキャッシュメモリーもCPU内部にあります。両者にはアクセス速度、容量、演算回路までの距離、使用目的、保持するデータに違いがあります。キャッシュメモリーの方がアクセス速度が遅く、演算回路までの距離が遠いですが、レジスターよりも容量が大きいです。演算回路での演算を高速化するためにレジスターを使用します。メインメモリーへのアクセスを高速化するためにキャッシュメモリーを使用します。レジスターでは演算に使用するデータを保持します。キャッシュメモリーでは演算によく使用するデータを保持します。別の言い方だと、レジスターでは演算にとって最も必要性が高いデータを保持し、キャッシュメモリーでは次に必要性が高いデータを保持します。その次に必要性が高いデータをメインメモリーに保持します。

複数のキャッシュメモリー

昔はCPUにキャッシュメモリーが1つでしたが、今では複数のキャッシュメモリーを搭載しています。3つのキャッシュメモリーがある場合、CPUのコアに近い方から1次キャッシュ、2次キャッシュ、3次キャッシュと呼びます。

・キャッシュメモリー - 意味・説明・解説 : ASCII.jpデジタル用語辞典(2010/04/16更新記事)

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