コンピュータのキャッシュメモリとは何ですか？

コンピュータのキャッシュメモリは、中央処理装置（CPU）によって最近使用されたデータのストレージコンテナです。 CPUは情報を非常に高速に取得し、それを使用して次の情報バッチを処理できます。 キャッシュの一般的な使用法の代表的な例は、ブラウザが定期的に収集してハードドライブ上のフォルダに保存する多くのページ、画像、およびWebアドレスです。

キャッシュメモリは、メインメモリをサポートする、小さいながらも高速なメモリコンパートメントです。 キャッシュメモリは、メモリ機能を高速化するように設計されています。 コンピューターはキャッシュをチェックして、必要なデータがストレージにあるかどうかを確認します。 アイテムがそこにある場合、それは「キャッシュヒット」と呼ばれます。 情報がキャッシュに保存されていない場合、 「キャッシュミス」と呼ばれる、ほぼ同じ瞬間に、要求はより遅いメモリ位置にルーティングされて、 データ。

より高速なマイクロプロセッサと大容量のメインメモリ（RAM）を使用しても、情報がCPUとRAMの間を移動するときにボトルネックが発生します。 キャッシュメモリは、コンピュータのこれら2つのコンポーネント間で情報をより高速に転送するために構築された一種の補助メモリです。 コンピュータは、頻繁に使用される情報のライブラリをキャッシュメモリに構築します。 「キャッシング」の役割は、システムの速度を加速することです。 キャッシュは、CPUとRAMでのログジャムを減らすのに役立つだけでなく、データがキャッシュメモリからCPUに高速に送信されるため、ユーザーがタスクをより高速に実行できるようにします。

通常、高速キャッシュはプロセッサに直接統合されています。 これはレベル1のキャッシュです。 この概念の背後にある主な動機の1つは、「参照の局所性」です。 これは、CPUによってアクセスされたばかりの場所が、短期的に再訪問される可能性が高いことを意味します。 したがって、L1キャッシュは最新のデータを保持します。 データが再度必要になると、マイクロプロセッサは最初にL1キャッシュをチェックします。 データがそこにあるので、遅いメインメモリに戻る必要がなくなります。 このプロセスは通常、メインメモリの場合よりも2倍高速です。

コンピュータのレベル2キャッシュメモリ、またはセカンダリキャッシュは、通常、プロセッサの近くにあるメモリカードにあります。 中央処理装置に直接リンクし、マザーボードに統合された回路がそれを制御します。 この回路はL2コントローラーと呼ばれます。 レベル2キャッシュは、レベル1キャッシュにない最近使用されたデータをキャッチします。 多くのパーソナルコンピュータのL2キャッシュにより、プロセッサは必要な情報の約95％をキャッシュメモリから取得できます。

ディスクキャッシュは、別の種類のキャッシュメモリです。 コンピュータのハードドライブからデータを読み取り、RAMに保存するため、他のキャッシュよりもはるかに遅い速度で動作します。 DOSのようなソフトウェアプログラムはそれを使用します。 RAMがL1およびL2キャッシュよりも遅いのと同じように、ディスクはRAMよりもはるかに低速です。

多くの場合、パーソナルコンピュータの周辺機器は、コンピュータのRAMを使用してキャッシュされます。 これはペリフェラルキャッシュであり、ディスクキャッシュとほとんど同じように動作します。 たとえば、DVD-ROMは、システムのRAMまたはディスクを使用してキャッシュすることができます。 どちらのキャッシュ方法も、DVD-ROMドライブよりも高速な場合があります。