「分かりそう」で「分からない」でも「分かった」気になれるIT用語辞典

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。



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。



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。



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「L1キャッシュ」です。
「1次キャッシュメモリ」とも呼ばれます。

……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。



おっと、CPUさんが欲しいデータを取り出そうとしました。



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。



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。



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。



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。



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。



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。



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。



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。



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。



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。



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「L1キャッシュ」です。



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「L2キャッシュ」や「2次キャッシュメモリ」と言います。



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「L3キャッシュ」や「3次キャッシュメモリ」と言います。



私は見たことがありませんが、キャッシュメモリが4つ以上出てくる場合は、L4キャッシュ、L5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。
「L○キャッシュ」の「L○」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。