キャッシュメモリとは何ですか？それは何のためですか？

キャッシュメモリはプロセッサの最も重要な仕様の1つであり、製造元から常に提供されるデータです。 確かに、キャッシュメモリとは何か、何のためにあるのか疑問に思ったことがあるでしょう。これらの疑問を解決するために、この記事を用意し、非常にシンプルで理解しやすい方法で説明します。 この記事の目的は、このメモリシステムの関連概念を掘り下げることではなく、明確で理解できる方法で説明することです。

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キャッシュメモリ：概念と操作

キャッシュメモリとは何かを確認する前に、コンピュータでプロセッサがどのように動作するかを明確にする必要があり ます。RAMメモリから動作するのに必要なデータを取得すると言って、非常に簡単に要約できます 。 プロセッサがそのタスクを実行するために情報にアクセスする必要がある場合、この情報はRAMから要求され、RAMから可能な限り高速にプロセッサに提供されます。 このプロセスは瞬間的なものではありませんが、少し時間がかかり、数ナノ秒しかありませんが、それは何もないように見えますが、実際には世界であり、プロセッサが待機している間、他の計算や操作を行う機会は失われます 。

この問題を解決するために、キャッシュメモリが作成されました 。これは、プロセッサ内にある少量のメモリにすぎません。キャッシュメモリの目的は、プロセッサによる情報へのアクセスを可能な限り高速にすることです。 キャッシュメモリはプロセッサの内部にあるため、情報が処理される場所に到達するために情報がほとんど移動する必要がないため、RAMの場合よりもアクセスにかかる時間が大幅に短縮されます 。

このメモリの容量はRAMに比べて非常に少なく 、現在のハイエンドPCには32GB以上のRAMが搭載されている場合がありますが、キャッシュの最大容量は通常6MB〜20MBです。 メモリ内のデータにアクセスするのにかかる時間はその量に比例するため、これも重要です。 したがって、キャッシュへのアクセスはRAMへのアクセスよりもはるかに速く、データへの移動距離も短くて済みます。

プロセッサキャッシュはいくつかのレベルで構成されています 。現在のほとんどのプロセッサには3つのレベルのメモリがあり、 L1、L2、L3キャッシュと呼ばれています。 L1キャッシュはプロセッサコアの内部にあり、最速です 。逆に、 通常は最大32 KBであるため、その量は非常に制限されています。 最小かつ最も頻繁に必要とされるデータは、このキャッシュに格納されます。

次に、コアの外側にあるL2キャッシュがありますが、これらに非常に近いため、このメモリの容量は通常約256 KBで、速度は2番目です。 最後に、 コアから最も遠く、最も遅いL3キャッシュがあります 。その利点は、コアの数が多いプロフェッショナルプロセッサの場合、その量がはるかに多く、 4〜20 MB以上に達する可能性があることです。

まとめと最終結論

要約と結論として、プロセッサキャッシュはメモリシステムのパフォーマンス問題の解決策であると言えます 。これは、全体的なパフォーマンスを向上させるためにプロセッサがメインメモリシステムで行う必要がある読み取りと書き込みを加速する役割を果たします。システムの。 それは非常に少量のプロセッサ自体の内部にあるメモリですが、適切に機能することは非常に重要です。