キャッシュメモリのしくみ

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パソコン全体の動作速度は、第1にCPUとメモリとチップセットとバスの速度で決まります。第2にキャッシュメモリやポートや周辺機器の速度で決まります。これまで、CPUとメモリとチップセットとバスについて説明しました。したがって、ここではキャッシュメモリについて説明します。（画面下のイラストもご参照ください）
[ 1次キャッシュメモリと 　　2次キャッシュメモリ ]	キャッシュメモリというのは、パソコンの動作速度を高速化する装置の1つです。そして、このキャッシュというのはcashe、つまり「貯蔵庫」という意味です。 まず、あなたがパソコンに対して命令やデータを与えると、それがCPUを通ってメモリ（メインメモリ）に記憶されます。それから、CPUはメモリから命令やデータを取り出して実行します。 このCPUがメモリから命令を取り出したとき、右のように、その命令をまず2次キャッシュメモリに記憶させます。それから、CPU内部の1次キャッシュメモリに記憶させます。それから、命令を実行します。
[ キャッシュメモリの特色 ]	1次キャッシュメモリと2次キャッシュメモリの特色を説明しておきます。 まず、1次キャッシュメモリの容量は約128KBとなっており、CPUの内部にあり、CPUのクロック周波数に合わせて動作します。したがって、非常に高速に動作します。 つぎに、2次キャッシュメモリの容量は128〜512KBとなっており、1次キャッシュメモリより記憶容量が大きくなっています。また、SRAM（static RAM）というメモリが使われており、RAMよりも高速に動作します。
[ CPUがキャッシュを使う方法 ]	CPUが同じ命令を2度目に実行するときは、その命令を、まず1次キャッシュメモリから探します。1次キャッシュメモリは、CPU内部にあって、高速に呼び出すことができるからです。もし、そこに目的の命令があれば、そこから取り出して実行します。 けれども、もし、目的の命令が1次キャッシュメモリにない場合は、2次キャッシュメモリから探します。もし、2次キャッシュメモリにあれば、そこから取り出して実行します。けれども、もし、2次キャッシュメモリにもない場合はメインのメモリから取り出して実行します。 以上からわかるように、キャッシュメモリというのは、命令やデータを高速に処理するメモリのことです。最近では、2次キャッシュメモリもCPU内部に設けることが多くなりました。

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