キャッシュメモリ
きゃっしゅめもり概念
CPUのそばに置かれる、小容量だが非常に高速な記憶装置。よく使うデータを手元に置いておくことで、遅いメインメモリへのアクセスを減らし処理を速める。容量と速度のバランスを取る、コンピュータ高速化の重要な工夫の一つ。
年表
1965モーリス・ウィルクスが最初のキャッシュメモリ論文を発表
概要
CPUのすぐそばに置く、小容量だが非常に高速な記憶装置。よく使うデータや命令を手元に置いておくことで、低速なメインメモリへのアクセス回数を減らし、処理全体を速める。容量と速度はトレードオフの関係にあり、キャッシュはその両立を図る工夫として生まれた。
時代背景
1965年、英国の計算機科学者モーリス・ウィルクスが最初のキャッシュメモリに関する論文を発表した。小さく高速な記憶を、低速な主記憶のバッファとして働かせるという発想で、これが階層型メモリシステムの理論的な出発点になったとされる。
現在
キャッシュメモリは現代のCPUで多段階（L1・L2・L3など）に発展し、性能を左右する重要な設計要素であり続けている。ブラウザのキャッシュやWebサーバーのキャッシュなど、「よく使うものを手元に置いておく」という発想自体はハードウェアの外にも広がり、コンピューティング全般に共通する高速化の基本パターンになっている。
| 分野 | ハードウェア |
|---|---|
| 役割 | 高速化の緩衝 |
関連項目
- CPU計算や命令の実行を担う、コンピュータの頭脳にあたる部品。プログラムの命令を一つずつ読み取り、計算し、結果を返す。一度に扱えるビット数（8bit・64bitなど）や処理速度がコンピュータの性能を大きく左右する、最も中心的な装置。
- レジスタCPUのすぐ内側にある、ごく小さく非常に高速な記憶場所。計算の途中の値や、いま扱っているデータを一時的に置く「作業机の上」にあたる。レジスタのサイズ（ビット幅）が、CPUが一度に処理できる情報量の目安になる。
- 仮想記憶物理メモリより大きな記憶空間があるように見せる仕組み。各プログラムに独立した広いアドレス空間を与える。
- メモリアドレスメモリ上のどこにデータがあるかを示す「番地」。CPUはこの番地を指定してデータを読み書きする。番地を表す数の桁数（ビット幅）が、そのコンピュータが直接扱えるメモリの広さを決める。32bitで約4GBまで、というのはこの仕組みによる。