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1次キャッシュメモリ

pointこの用語のポイント

pointキャッシュメモリだよ

pointCPUさんが最初に探す場所だよ

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簡単に書くよ

1次キャッシュメモリとは

キャッシュメモリ(CPUとメインメモリの仲立ちをする役割のメモリ)の種類のひとつ
であり

CPUさんが欲しいデータを取り出すときに「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と最初に問い合わせる先のキャッシュメモリのこと
です。

image piyo

詳しく書くよ

順番に見ていきましょう。
まずは予備知識として

CPU
メモリ
キャッシュメモリ


について簡単に説明します。
「そんなの説明されなくても知ってるよ!」な人は、適当に読み飛ばしてください。

CPUは「パソコンさんの脳みそ」です。
実際に計算したりあれやこれやの処理を実行する部品です。

1次キャッシュメモリ

メモリは「パソコンさんが作業するときに使う机」です。
仕事中の内容を記憶させておく部品であり、CPUさんが直接読み書きできる記憶装置です。
メインメモリ」とも呼ばれます。

1次キャッシュメモリ2

キャッシュメモリは「CPUとメインメモリの仲立ちをする役割のメモリ」です。
メインメモリよりも容量は少ないけど高速なメモリです。
処理時間を短縮する目的で、よく使うデータを置いておきます。
詳細は用語「キャッシュメモリ」の説明をご覧ください。

1次キャッシュメモリ3

以上を踏まえて、CPUさんが最初に問い合わせる先のキャッシュメモリが「1次キャッシュメモリ」です。

……と、いきなり言われても分かりませんよね。
大丈夫です。
順番に見ていきましょう。

ここにCPUさんがいます。

1次キャッシュメモリ4

おっと、CPUさんが欲しいデータを取り出そうとしました。

1次キャッシュメモリ5

キャッシュメモリがない場合、CPUさんはメインメモリさんからデータを取り出します。

1次キャッシュメモリ6

キャッシュメモリが1つある場合、CPUさんは、まずキャッシュメモリさんに「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ7

データをキャッシュメモリさんが持っていなければ、仕方がありません。
メインメモリさんからデータを持ってきます。

1次キャッシュメモリ8

キャッシュメモリが

1.CPUの近くにあって、高速だけど容量が少ないキャッシュメモリ
2.1よりCPUの遠くにあって、1より遅いけど、1より容量が多いキャッシュメモリ


の2つある場合、CPUさんは、まず1のキャッシュメモリさんに対して「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ9

データを1のキャッシュメモリさんが持っていなければ、次に2のキャッシュメモリさんに対して「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ10

2のキャッシュメモリさんもデータを持っていなければ、仕方がありません。
メインメモリさんからデータを持ってきます。

1次キャッシュメモリ11

もう一例、見てみましょう。
今度は

1.CPUの近くにあって、高速だけど容量が少ないキャッシュメモリ
2.1よりCPUの遠くにあって、1より遅いけど、1より容量が多いキャッシュメモリ
3.2よりCPUの遠くにあって、2より遅いけど、2より容量が多いキャッシュメモリ


の3つが登場する場合です。

流れ自体は2つのときと同じです。

まず1のキャッシュメモリさんに対して「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ12

データを1のキャッシュメモリさんが持っていなければ、次に2のキャッシュメモリさんに対して「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ13

2のキャッシュメモリさんも持っていなければ、次に3のキャッシュメモリさんに対して「ねぇねぇ、このデータ持ってる?」と聞きます。

1次キャッシュメモリ14

3のキャッシュメモリさんもデータを持っていなければ、仕方がありません。
メインメモリさんからデータを持ってきます。

1次キャッシュメモリ15

もう一例……もう十分ですね。

ここまでの話で3種類のキャッシュメモリが登場しました。

1.CPUの近くにあって、高速だけど容量が少ないキャッシュメモリ
2.1よりCPUの遠くにあって、1より遅いけど、1より容量が多いキャッシュメモリ
3.2よりCPUの遠くにあって、2より遅いけど、2より容量が多いキャッシュメモリ


の3つです。

この3つのうち

1.CPUの近くにあって、高速だけど容量が少ないキャッシュメモリ

が「1次キャッシュメモリ」です。

ついでなので書いておくと

2.1よりCPUの遠くにあって、1より遅いけど、1より容量が多いキャッシュメモリ

は「2次キャッシュメモリ」と言います。

3.2よりCPUの遠くにあって、2より遅いけど、2より容量が多いキャッシュメモリ

は「3次キャッシュメモリ」です。

私は見たことがありませんが、キャッシュメモリが4つ以上登場する場合は、4次キャッシュメモリ、5次キャッシュメモリ、と数字が増えていくはずです。

いくら数字が増えようと、恐れる必要は、ありません。
「○次キャッシュメモリ」の「○次」の数字が大きくなるほど

1.CPUから遠くなる(頼りにされる順番が後ろになる)
2.読み書きが遅くなる
3.容量が大きくなる


だけです。
キャッシュメモリであることに変わりはありません。

image piyo2

一言でまとめるよ

まぁ「1次キャッシュメモリ」って単語が出てきたら「キャッシュメモリのうち、CPUさんが最初に探す場所なんだな~」と、お考えください。

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