CPUのキャッシュメモリーとは？

最終更新日 2019年10月11日

CPU の仕様や商品情報を見ると、キャッシュメモリーの容量があります。キャッシュメモリーとは何らかのデータを保持するために使うメモリーと考えられますが、キャッシュメモリーとは何なのでしょうか。

CPU総論 には、以下のとおり書かれています。

　前項で述べたが、パソコンのシステムでは外部メモリ(メインメモリ)へのアクセスが発生する。これらのスピードはCPU内部より数段遅く、CPUは長い時間待たされるようになるのだが、このことを軽減しようとするのがキャッシュメモリである。

計算機システム概論 (2011年度) 講義テキスト 3章後半 - 嶋田 創のページ には、以下のとおり書かれています。

一般的には、キャッシュメモリとは CPU の処理速度と主記憶装置のアクセス速度のギャップを埋めるために考案されたCPUと主記憶装置の間に置かれた高速アクセスメモリのことを指す。

キャッシュメモリ 用語検索 - ZDNet Japan には、以下のとおり書かれています。

一般的に、メインメモリに使われているDRAMのスピードはCPUに比べてかなり遅く、CPUの命令実行速度を下げる原因となっている。
この問題を解決するために、CPUとメインメモリの間にキャッシュメモリと呼ばれる高速／小容量のメモリを配置する。

以上いろいろな記事を見てきましたが、CPU のキャッシュメモリーとはメインメモリー(主記憶装置)と比べると容量は小さいがデータ読み書き速度が速いメモリーのようです。

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けば、実際に CPU がそのデータを読み込む際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みますので、CPU がデータを読み込むの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めば、CPU がデータを書き込むのにかかる時間が短くなります。

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