キャッシュ

キャッシュ・メモリー

キャッシュメモリーはパソコンの動作速度を高速化する装置の一つです。キャッシュは「cache」で「貯蔵庫」という意味です。ユーザーがパソコンに命令やデータを与えると、それがCPUを通ってメモリー*1に記憶されます。それから、CPUはメモリから命令やデータを1つずつ取り出して実行します。けれども、CPUは超高速に動作するため、メインメモリーでは情報やり取りが滞ることがあります。これを助けるのがキャッシュメモリーです。キャッシュメモリはCPU内に設けられているため動作速度が速いです。よく使う情報をこの中に蓄えておき、動作速度の遅いメモリに代わってCPUと情報をやり取りします。容量は少ないがスピーディーにデータを送り、高速化に役立っています。現在1次キャッシュメモリー、2次キャッシュメモリーはともにCPUの内部にあり、そのクロックに合わせて動作するため、非常に高速に情報をやり取りできます。また、SRAM*2という高速なメモリーチップが使われ、メインメモリーよりもずっと高速に動作します。1次キャッシュメモリーの容量はCPUによって異なるが64~128KBとなっており、容量は少ないが記憶装置の中でもっとも高速に動作します。2次キャッシュメモリは、256KB~2MBと1次キャッシュメモリーに比べて記憶容量は多いが動作速度は劣ります。けれども、やはりメインメモリーよりは高速に動作し、CPUの命令処理を助けています。最近では、3次キャッシュメモリーが搭載されたパソコンもあり、より高速に作業ができるように3次キャッシュメモリーまでCPU内部にもうけている機種もあります。通常CPUはメモリー(メインメモリー)を介して命令を実行しています。CPUが1度目に命令を実行する場合は、メモリーから読み込んだ命令をまず2次キャッシュメモリーに記憶させ、そして1次キャッシュメモリーに記憶させています。CPUが同じ命令を2度目に実行するときは、その命令をまず1次キャッシュメモリーを探して処理します。1次キャッシュメモリーはCPU内部にあってもっとも高速に呼び出すことができるからです。1次キャッシュメモリーに目的の命令がない場合は、次に高速に動作する2次キャッシュメモリーを探して処理します。そして2次キャッシュメモリーにもない場合は、メインメモリーにアクセスして命令を処理します。キャッシュメモリーの容量が多いほど、低速なメインメモリーへのアクセス数を減らすことができ、命令処理を高速化することができます。