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レベル1キャッシュ

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

レベル1キャッシュ(英:level 1 cache)とは

「1次キャッシュメモリ」のこと。
用語の中身としては

CPU(コンピュータの脳みそに相当する部品)とメインメモリ(仕事中の内容を記憶させておく、パソコンさんの部品)の仲立ちをする役割のメモリ(仕事中の内容を記憶させておく部品)(キャッシュメモリ)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
メインメモリ
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。

レベル1キャッシュ

メインメモリは「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。

レベル1キャッシュ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。
キャッシュメモリの詳細は、用語「キャッシュメモリ」の説明を ご覧ください。

レベル1キャッシュ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「レベル1キャッシュ」です。
1次キャッシュメモリ」や「L1キャッシュ」とも呼ばれます……というか、個人的には「1次キャッシュメモリ」や「L1キャッシュ」という言い方の方が馴染みがあります。

……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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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つが出てくる場合です。

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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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。

レベル1キャッシュ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出てきました。

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「レベル1キャッシュ」です。

レベル1キャッシュ16

あと、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」や「L2キャッシュ」あるいは「レベル2キャッシュ」などと言います。

レベル1キャッシュ17

残りの

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」や「L3キャッシュ」あるいは「レベル3キャッシュ」などと言います。

レベル1キャッシュ18

私は見たことがありませんが、キャッシュメモリが4つ以上出てくる場合は、レベル4キャッシュ、レベル5キャッシュ、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。
「レベル○キャッシュ」の「レベル○」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「レベル1キャッシュ」って単語が出てきたら「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)のうち、CPU(コンピュータの脳みそに相当する部品)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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おまけ

■訳してみるよ

「level(レベル)」の意味は「水準」とかですが、カタカナで「レベル」で分かりますよね。
1は「1」です。
「cache(キャッシュ)」の意味は「隠したもの」とか「隠し場所」とか「貯蔵所」とか「貯蔵物」とかです。
何となく くっつけると

レベル1の貯蔵所

となります。


■検索してみる?




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