10117 加治 氏の今日のまとめ的ブログ日記

お金のことじゃありませんよ？

キャッシュメモリ (Cache Memory) は、CPUなど処理装置がデータや命令などの情報を取得／更新する際に主記憶装置やバスなどの遅延／低帯域を隠蔽化させ、処理装置と記憶装置の性能差を埋めるために用いる高速小容量メモリのことである。略してキャッシュとも呼ぶ。コンピュータは以前から記憶装置の性能が処理装置の性能に追いつけず、この差が全体性能に対するボトルネックとされてきた（ノイマンズ・ボトルネック）。そしてムーアの法則に基づく処理装置の加速度的な高性能化により現在ではますますこの差が拡大されている。キャッシュメモリは、記憶階層の観点からこれを解消しようとするものである。

主に、主記憶装置とCPUなど処理装置との間に構成される。この場合、処理装置がアクセスしたいデータやそのアドレス、状態、設定など属性情報をコピーし保持することで、本来アクセスすべき記憶装置に代わってデータを入出力する。通常はキャッシュメモリが自動的にデータ保存や主記憶装置の代替を行うため、基本的にCPUのプログラムなど処理装置側がキャッシュメモリを意識する必要はない。

そのほかに、特定のデバイスの処理速度を高速化させる場合に利用される場合もある。たとえば、RAID装置において、見かけ上のディスク処理速度を高速化させるために、バスとディスク装置の間に用いられることがある。

キャッシュの一般的な概念はキャッシュ (コンピュータシステム)を参照のこと。

構成

キャッシュメモリの構造（読出し側）キャッシュメモリは、通常は下位レベルの記憶装置より小容量で高速なスタティックRAMを用いて構成される。データ本体の一部とそのアドレス、フラグなど属性情報のセットを固定容量のメモリに格納する構造で、データ格納構造、ライン入替え、データ更新方式などに多数のアーキテクチャが存在する。以前はCPUチップの外部に接続されていたが、LSIの集積度の向上や要求速度の上昇に伴いCPUチップ内部に取り込まれることが普通となった。また最近のCPUとメモリの性能差の拡大、マルチスレッドなどアクセス範囲の拡大に対応するため、キャッシュも多段構造とする例が増えている。この場合CPUに近い側からL1(レベル1)キャッシュ、L2(レベル2)キャッシュと呼ばれ、2004年時点ではL3キャッシュまでCPUに内蔵する例も存在する。
（以上、ウィキペディアより引用）

んー難しい…。

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